Metan Molekülünün Elektron Etkisiyle İyonlaşma Dinamiğinin Çakışma Tekniği ile İncelenmesi



Benzer belgeler
e-col LABORATUVARINDA ELEKTRON ÇARPIŞMA DENEYLERİ İLE TESİR KESİTİ ÖLÇÜMLERİ


DÜŞÜK ENERJİLİ İYON-ATOM ÇARPIŞMASINDA TEK ELEKTRON YAKALANMASI

Değerlik Kabuğu Elektron Çiftleri İtmesi (VSEPR) (Valence Shell Electron Pair Repulsion Theory)

1 BEÜ./ÖĞR.İŞL FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ FİZİK BÖLÜMÜ BÖLÜM KODU : 3111 HAZIRLIK SINIFI

GROUP INVARİANCE OF JAHN-TELLER SYSTEMS AND DETERMINATION OF JAHN-TELLER INTERACTION MATRICES

X-IŞINI FLORESANS SPEKTROSKOPİSİ. X-ışınları spektrometresi ile numunelerin yarı kantitatif olarak içeriğinin belirlenmesi.

UBT Foton Algılayıcıları Ara Sınav Cevap Anahtarı Tarih: 22 Nisan 2015 Süre: 90 dk. İsim:

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

FİZİK ANABİLİM DALI. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Anabilim Dalı ANS Kampüsü, Afyonkarahisar

FİZİK ANABİLİM DALI. Adres Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Anabilim Dalı ANS Kampüsü AFYONKARAHİSAR

Alüminyum Hedefte Depolanan Enerjinin Elektron Enerjisi ile Değişimi. Variation of Deposition Energy with Electron Energy in Aluminum Target

GEÇĐRĐMLĐ ELEKTRON MĐKROSKOBU

Delta Tipi Engel Potansiyeli Olan Kane Tipi Yarıiletkenlerde Elektronların Etkin g-çarpanı

TARAMA ELEKTRON MİKROSKOBU SCANNING ELECTRON MICROSCOPE (SEM)

Fizik Bölümü Öğretim Planı

ÖZGEÇM 1. Adı Soyadı: 2. Do um Tarihi: 3. Ünvanı: 4. Ö renim Durumu: Derece Alan Üniversite Yıl Lisans Y. Lisans Doktora 5. Akademik Ünvanlar:

Kane Tipi Kuantum Halkalarında Elektronların Etkin g-çarpanı. Effective g-factor of Electrons in the Kane Type Quantum Rings

ISSN : iskender@fef.sdu.edu.tr Isparta-Turkey BAZI MERMER ÖRNEKLERİNDE DOĞAL RADYOAKTİVİTE

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ FİZİK ANABİLİM DALI BAŞKANLIĞI YÜKSEK LİSANS PROGRAMI

SCHRÖDİNGER: Elektronun yeri (yörüngesi ve orbitali) birer dalga fonksiyonu olan n, l, m l olarak ifade edilen kuantum sayıları ile belirlenir.

RADYASYON ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ DERS. Prof. Dr. Haluk YÜCEL RADYASYON DEDEKSİYON VERİMİ, ÖLÜ ZAMAN, PULS YIĞILMASI ÖZELLİKLERİ

Nötronlar kinetik enerjilerine göre aşağıdaki gibi sınıflandırılırlar

Elementel Analiz için X-ışını Spektrometresi

TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi. chem.libretexts.org

Harici Fotoelektrik etki ve Planck sabiti deney seti

RÖNTGEN FİZİĞİ 6. X-Işınlarının madde ile etkileşimi. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

1 BEÜ./ÖĞR.İŞL. FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ FİZİK BÖLÜMÜ BÖLÜM KODU : 307 (TÜRKÇE PROGRAMI) HAZIRLIK SINIFI 01.Yarıyıl Dersleri

Nanomalzemelerin Karakterizasyonu. Yapısal Karakterizasyon Kimyasal Karakterizasyon

1 BEÜ./ÖĞR.İŞL FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ FİZİK BÖLÜMÜ BÖLÜM KODU : 307 (TÜRKÇE PROGRAMI) HAZIRLIK SINIFI 01.

RADYASYON ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ

h 7.1 p dalgaboyuna sahip bir dalga karakteri de taşır. De Broglie nin varsayımı fotonlar için,

LCD 4 Fantomu Üzerinde Sayım ve Görüntüleme Dedektörleri Kullanılarak Yapılan Kontrast Ölçümlerinin Karşılaştırılması

TR RARE B -> VVY DECAY AND NEW PHYSICS EFFECTS

A=18 Çekirdekleri için Nükleer Enerji Seviyelerinin Hesaplanması. Nuclear Energy Level Calculations for A = 18 Nuclei

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ FİZİK ANABİLİM DALI BAŞKANLIĞI DOKTORA PROGRAMI

ÖZGEÇMĠġ DERECE ALAN ÜNIVERSITE ÖĞRENĠM DÖNEMĠ. Lisans FĠZĠK PAMUKKALE ÜNĠVERSĠTESĠ

P-nitrofenil pivalat Molekülünün Yoğunluk Fonksiyonu Teorisi ile İncelenmesi. Can ALAŞALVAR 1, Nuri ÖZTÜRK 2

FİZİK BÖLÜMÜ LİSANS DERSLERİ

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

Theory Tajik (Tajikistan)

MIT Açık Ders Malzemeleri Fizikokimya II 2008 Bahar

R RAMAN SPEKTROSKOPİSİ CAN EROL

Aralığında (γ,p) Reaksiyon Tesir Kesiti Hesaplamaları

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

SU Lise Yaz Okulu 2. Ders, biraz (baya) fizik. Dalgalar Elektromanyetik Dalgalar Kuantum mekaniği Tayf Karacisim ışıması

Farklı Radyolojik İnceleme Koşulları için Geniş Alan Dedektörü Kullanılarak DQE ve edqe Kıyaslaması

Uzay Mühendisliği Eğitimi. Nevsan Şengil Doç.Dr. THK Üniversitesi Uzay Mühendisliği Bölüm Başkanı

Işınım Kaynakları Hakkında Temel Bilgiler. Yrd. Doç. Dr. Zafer Nergiz Niğde Üniversitesi

PİEZOELEKTRİK YAMALARIN AKILLI BİR KİRİŞİN TİTREŞİM ÖZELLİKLERİNİN BULUNMASINDA ALGILAYICI OLARAK KULLANILMASI ABSTRACT

İNSTAGRAM:kimyaci_glcn_hoca

İTÜ DERS KATALOG FORMU (COURSE CATALOGUE FORM)

Öğr. Gör. Dr. Demet SARIYER

NÜKLEER REAKSİYONLAR II

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 9A GERİNİM ÖLÇER KULLANARAK GERİLİM ANALİZİ YAPILMASI

Çift yarık: Foton saçılımı ve girişim deseninin matematiksel modeli

KÖMÜRLERDE KÜL ORANININ 2-µ ve DEMİR DÜZELTME YÖNTEMİ İLE ÖLÇÜLMESİ. (MEASUREMENT OF ASH CONTENT OF COALS BY USING 2-µ AND IRON COMPENSATION METHOD)

Atomların bir arada tutulmalarını sağlayan kuvvetlerdir Atomlar daha düşük enerjili duruma erişmek (daha kararlı olmak) için bir araya gelirler

Gamma Bozunumu

I. POLAR KOVALENT BAĞLAR/POLAR MOLEKÜLLER

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ

I. FOTOELEKTRON SPEKTROSKOPĠSĠ (PES) PES orbital enerjilerini doğrudan tayin edebilir. (Fotoelektrik etkisine benzer!)

Asuman Aydın* Balıkesir Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fizik Bölümü Çağış Kampüs Balıkesir

Önerilen süre dakika (22 puan) dakika (16 puan) dakika (38 puan) 4. 9 dakika (24 puan) Toplam (100 puan) Ġsim

Boğaziçi Üniversitesi. 21 Temmuz CERN Türk Öğretmen Çalıştayı 4

TURKFAB Tesisinin Araş0rma Potansiyeli, Kullanıcı Profili ve Üreteceği Katma Değer

EPR STUDIES ON OCTAKIS (1-NAPHTHYL-METHYLTHIO) SUBSTITUTED PORPHYRAZINE DERIVATIVES

Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) Spektroskopi Nedir?

Karbon Benzeri Elementlerin Bazı Uyarılmış Seviyeleri İçin. İyonlaşma Potansiyellerinin Teorik Olarak Hesaplanması

FİZ304 İSTATİSTİK FİZİK. Klasik Yaklaşımda Kanonik Dağılım I. Prof.Dr. Orhan ÇAKIR Ankara Üniversitesi, Fizik Bölümü 2017

KİM-117 TEMEL KİMYA Prof. Dr. Zeliha HAYVALI Ankara Üniversitesi Kimya Bölümü

BAKIR ATOMUNDA K,L,M ZARFLARI

İlk elektronik mikroskobu Almanya da 1931 yılında Max Knoll ve Ernst Ruska tarafından icat edilmiştir.

BÖLÜM 7. ENSTRÜMENTAL ANALİZ YÖNTEMLERİ Doç.Dr. Ebru Şenel

5.111 Ders Özeti #12. Konular: I. Oktet kuralından sapmalar

1.ÜNİTE MODERN ATOM TEORİSİ -2.BÖLÜM- ATOMUN KUANTUM MODELİ

DOÇ.DR. İSMAİL KARAKURT Işık Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Fizik Bölümü

X IŞINLARININ ELDE EDİLİŞİ

YANMA. Derlenmiş Notlar. Mustafa Eyriboyun ZKÜ

All documents should be presented with an official English or Turkish translation (if the original language is not English or Turkish).

English for Academic Reading & Speaking II İngilizce Akademik Okuma ve

ψ( x)e ikx dx, φ( k)e ikx dx ψ( x) = 1 2π θ açısında, dθ ince halka genişliğinin katı açısı: A. Fiziksel sabitler ve dönüşüm çarpanları

Ders Tanıtım Formu. Temel İşlemler Laboratuarı


ASTRONOMİ II 8. KONU: Tayfsal Sınıflama

CMS DEKİ CASTOR KALORİMETRESİNDE KULLANILAN FOTO-ÇOĞALTICI TÜPLERİN ZAMAN YANITLAMA PARAMETRELERİ VE SONUÇLARI* 1

Bohr Atom Modeli. ( I eylemsizlik momen ) Her iki tarafı mv ye bölelim.

3. Merkez atomu orbitallerinin hibritleşmesi

ÖZGEÇMİŞ. 6. Yönetilen Yüksek Lisans ve Doktora Tezleri 6.1. Yüksek Lisans Tezleri 6.2. Doktora Tezleri

OTR Sistemlerinde Silikon Görüntüleme Ekranın Geant4 Simülasyonu. Geant4 Simulation of Silicon Screen in OTR Systems

Mezuniyet Yılı Üniversite Bölümü. Lisans 2007 Muğla (Sıtkı Koçman) Üniversitesi Fizik. Y. Lisans 2009 Afyon Kocatepe Üniversitesi Atom ve Mol.

2,45 GHz Mikrodalga Deşarj İyon Kaynağı Tasarımı ve Prototip Üretimi. Hakan ÇETİNKAYA Emel ALĞIN Görkem TÜREMEN Ümit DOĞAN Latife ŞAHİN YALÇIN

TARLA IR-SEL Salındırıcı Magnetler İçin Benzetim Çalışmaları. Simulation Studies for TARLA IR-FEL Undulator Magnets

BİYOLOJİK MOLEKÜLLERDEKİ

ÖZGEÇMİŞ. Devam ediyor

Prof. Dr. Niyazi MERİÇ Ankara Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü

Soygazların bileşik oluşturamamasının sebebi bütün orbitallerinin dolu olmasındandır.

Bhabha Saçılması (Çift yokoluş ve Çift oluşumu. Moller Saçılması (Coulomb Saçılması) OMÜ_FEN

Lise İstanbul Kabataş Erkek Lisesi (Y.D.A) İlköğretim İbrahim Alaettin Gövsa İ.Ö.O

Transkript:

Metan Molekülünün Elektron Etkisiyle İyonlaşma Dinamiğinin Çakışma Tekniği ile İncelenmesi Nimet Işık 1,2,3,*, Semiha Bahçeli 2, Mevlüt Doğan 3 1 Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, 15200, Burdur, Türkiye 2 Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, 32260, Isparta, Türkiye 3 Afyon Kocatepe Üniversitesi, e-col Laboratuvarı, 03200, Afyonkarahisar, Türkiye *Yazışılan yazar e-posta: nimetok@hotmail.com Alınış: 05 Mayıs 2014, Kabul: 11 Temmuz 2014 Özet: Karmaşık moleküllerin elektronlarla etkileşimlerinin ayrıntılı bir biçimde anlaşılmasının atom ve molekül fiziği araştırmalarında, kuramsal modellemelerin gelişmesinde önemli bir yeri vardır. Özellikle moleküllerin dinamik yapılarının anlaşılmasına yönelik deneysel çalışmalar, bu kuramsal modellemelerin test edilmesinde kullanılmaktadır. Bu çalışmada elektronlarla çarpışma laboratuvarında (e-col) bulunan elektron spektrometresiyle, elektron-elektron çakışma tekniği kullanılarak alınan deneysel CH 4 molekülünün bağlanma enerji spektrumu verileri sunulacaktır. Anahtar kelimeler: Metan, çarpışma deneyi, iyonlaşma dinamiği, çakışma tekniği The Investigation of Electron Impact Ionization Dynamics of Methane Molecule with Coincidence Technique Abstract: The detailed understanding of the interactions with electrons of complex molecules has an important role for the development of theoretical modellings in the atomic and molecular physics research. Experimental studies devoted to the understanding of dynamic structures of molecules especially are used to test these theoretical modellings. In this study, experimental binding energy spectrum data of the CH 4 molecule obtained by electron-electron coincidence technique using electron spectrometer in the laboratory of collision with electrons (e-col) will be presented. Key words: Methane, collision experiment, ionization dynamics, coincidence technique 1. Giriş Elektronun atom ya da molekül ile çarpışması sonucu hedeften bir veya daha fazla elektronun koparılması sonrası açığa çıkan parçacıkların eş zamanlı olarak ölçümlerinin yapıldığı deneyler (e,2e) deneyleri olarak adlandırılmaktadır. Aynı iyonlaşma olayından gelen elektronlar çakışma tekniği ile ölçülerek, (e,2e) deneylerinden önemli bilgiler elde edilmektedir. Bu deneyler ile moleküllerin iyonlaşma olayındaki dinamik yapıları anlaşılır hale gelmektedir. Ayrıca, teorik olarak hesaplanan verilerle deneysel sonuçlar karşılaştırılarak, teorilerin geliştirilmesi sağlanmaktadır. Kuantum mekaniksel olarak elde edilen dalga fonksiyonlarının içerdiği bilgilerin anlamlı hale getirilebilmesi, hedefin kuantum durumlarındaki değişim olasılıklarının belirlenmesi ile gerçekleştirilebilmektedir. (e,2e) deneyleri, amaca göre, yapı çalışmaları (EMS; Electron Momentum Spectroscopy) ve çarpışma dinamiği çalışmaları olmak üzere iki kategoride incelenmektedir. Yüksek enerjili (>1 kev) elektron demeti etkisiyle hedef atom ya da molekülün çarpışmasında büyük momentum transferi (>2 a.b.) gerçekleşmektedir. Bu tür deneylerde, atom ya da molekülün elektron momentum olasılık dağılımı hakkında bilgiler elde edilmektedir ve elektron momentum spektroskopisi (EMS) deneyleri olarak 170

N. Işık vd. adlandırılmaktadır [1]. Düşük enerjili (1-500 ev) elektron demeti etkisiyle hedefe aktarılan momentum küçük değerler alır. Bu tür deneyler, çarpışma dinamiği hakkında bilgiler vermektedir [2]. Metan molekülünün elektron demetiyle çarpışması sonucu elde edilen ilk bağlanma enerji spektrumu ve büyük momentum transfer değerlerinde, metan molekülünün elektron demetiyle çarpışması sonucu saçılan ve koparılan elektronları 45 açılarda analizörler yardımıyla dedekte ederek alınan bağlanma enerji spektrumu Hood ve ark. tarafından verilmiştir [3,4]. Metan molekülü bağlanma enerji spektrumu, moleküle etki eden elektron demetinin 600 ev ve 1200 ev enerjilerinde Weigold ve ark. tarafından ölçülmüştür [5]. Çarpışmadan sonra, saçılan ve koparılan elektronun eşit enerji ve açıda alınarak bağlanma enerji spektrumu ölçüm sonuçları Clark ve ark. tarafından verilmiştir [6]. Metan molekülü 1t 2 ve 2a 1 yörünge elektronları iyonlaşma dinamiği ilk üçlü diferansiyel tesir kesiti verileri, asimetrik düzlemsel geometride, (e,2e) tekniği ile momentum aktarımının 0.6-0.8 a.b. değerleri için Lahmam-Bennani ve ark. tarafından verilmektedir [7]. Çarpışmadan sonra çıkan elektron enerjilerinin simetrik olarak alınmasıyla elde edilen metan molekülünün elektron etkisiyle tekli iyonlaşma verileri, Nixon ve ark. tarafından verilmiştir [8-9]. Ayrıca, 54 ev elektron etkisiyle metan molekülünün 1t 2 yörünge elektronunun koparılması işlemi, Xu ve ark. tarafından detaylı bir şekilde incelenmiştir [10]. Bu çalışma metan molekülünün elektron ile çarpışması sonucu, elde edilen iyonlaşma dinamiği verileri üzerinedir. En basit hidrokarbon olması dolayısıyla, metan molekülü karmaşık biyolojik moleküllerin modellemesinde ideal bir moleküldür. Ayrıca metan molekülü iyonlaşma dinamiği üzerine yapılan çalışmalara bakıldığında, literatürde eksiklikler bulunmaktadır. Bu çalışmada, asimetrik düzlemsel geometri kullanılarak, 250 ev elektron demeti etkisiyle metan molekülünün esnek olmayan çarpışma verileri ve elektron-elektron çakışması deneysel sonuçları verilmektedir. Orta derecede momentum aktarımının gerçekleştiği (K=0.9 a.b.) deneysel sonuçlarda, koparılan elektron enerjisi 50 ev, saçılan elektron açısı 10 o için, moleküle etki ederek saçılan ve molekülden koparılan elektron çakışma tekniği ile ölçülmüştür. 2. Materyal ve Metot Deneysel veriler, Afyon Kocatepe Üniversitesi e-col laboratuvarında bulunan (e,2e) elektron spektrometresinde alınmış ve önceki çalışmalarda ayrıntılı olarak açıklanmıştır [11-13]. Kısaca, (e,2e) çakışma deney düzeneğinde, bir elektron tabancası, hedef gaz kaynağı, iki adet enerji analizörü ve Faraday elektron toplayıcısı bulunmaktadır (Şekil 1). Vakum odasında (Vacuum Chamber) gaz yokken basınç ~1x10-7 mbar civarına düşürülmekte, gaz açıkken 6x10-6 mbar civarında deneyler yapılmaya başlanmaktadır. 7 elemanlı silindirik lensler kullanılan elektron tabancası, etkileşme bölgesinde, yaklaşık 2 mm çaplı paralel elektron demeti üretmektedir. Hedef metan molekülü, gaz demeti etkileşme bölgesinde elektron demeti ile dik olarak kesişmektedir. Saçılmayan elektronlar Faraday elektron toplayıcısında toplanırken, çarpışmadan sonra saçılan elektronlar 180 º yarı küresel elektron enerji analizörleri tarafından sayılmaktadır. Elektron enerji analizörü tarafından enerjilerine göre ayırt edilerek, elektronlar, elektron çoğaltıcı yardımıyla sinyale çevrilmektedir. Sinyal işleme birimlerinde işlenerek, bilgisayar programları sayesinde spektrum elde edilmektedir. 171

Şekil 1. Elektron-elektron çakışma deney düzeneği Elektron demeti etkisiyle moleküllerin çarpışması ile birden çok çarpışma olaylarının oluşması, çakışma tekniği ile çözülmeye çalışılmaktadır. Çakışma tekniği, aynı zaman içerisinde detektörlerden gelen iki sinyalin çakıştırılması temeline dayanır [11-14]. Böylece aynı elektron-atom/molekül etkileşmesinden gelen iki elektron, çarpışma hakkında detaylı bilgiler verir. Çakışma tekniğinde, başka çarpışma olayından çıkan elektronlar, rastgele sinyalleri oluşturmaktadır. Aynı olaydan gelen sinyaller ise zamangenlik dönüştürücü aygıtına (TAC) aynı zaman içerisinde ulaşır ve doğru çakışma sinyalini oluşturmaktadır. TAC aygıtı, çakışma spektrumunun elde edilmesinde kullanılmaktadır. Çarpışmadan sonra, saçılan ve koparılan elektronların dedektörlere ulaşmaları arasında zaman farkı oluşur. Bu durumda, iki elektrondan gelen sinyallerin biri başlatma diğeri durdurma komutu vermektedir. TAC aygıtında yapısal olarak belirli bir ölü zaman bulunmaktadır. Bu ölü zaman içerisinde TAC aygıtı durdurma işlemi yapamaz. İki elektronun çakışma tekniği ile ölçümlerinde, başlatma ve durdurma zamanları arasındaki fark ~10ns kadar daha azdır. Bu nedenle, durdurucu sinyalin tekrar komut verebilmesi için TAC ın boşta olması gerekmektedir. Durdurucu sinyal uygun bir süre geciktirilerek çakışma spektrumunda doğru sinyal piki gözlenir. Sonuç olarak, aynı çarpışmadaki parçacıkların oluşturduğu dar pik (ilgilenilen çakışma bölgesi), doğru sinyal olarak kaydedilmektedir (Şekil 2). 172

N. Işık vd. Şekil 2. Elektron-elektron çakışma spektrumu şematik gösterimi Doğru çakışma sinyalinin çıkarılması, istatistiksel hesaplamalarla ve uygun yazılımlar kullanılarak yapılabilmektedir. N ; doğru sinyaller ile rastgele sinyallerin toplam sayısı, N ; rastgele sinyallerin sayısı, b c t ; doğru sinyallerin zaman aralığı, rastgele sinyallerin zaman aralığı olmak üzere N doğru çakışmaların sayısı, t ' Δt ise N t N c N b ( t / t ' ) ile hesaplanır. 3. Bulgular Bu çalışmada, elektron demeti ile metan molekülünün çarpışmasında, 1t 2 yörünge elektronunun bağlanma enerji spektrumu ölçülmüştür. Deneysel sistemin enerji çözünürlüğünü ve güvenilirliğini belirlemek için esnek olmayan çarpışma verileri alınarak, literatürde yer alan çalışmalar ile karşılaştırılmıştır. 200 ev enerjili gelen elektron, enerjisinin bir kısmını moleküle aktardıktan sonra, enerji seviyeleri arasında geçişler oluşmaktadır. Aktarılan enerjiye bağlı olarak, molekülün iyonlaşma potansiyelinden küçük enerjilerde, geçişlerle birlikte enerji kayıp spektrumu oluşmaktadır. Elde edilen enerji-kaybı spektrumu Şekil 3 te verilmiştir. Esnek olmayan saçılma piklerinin ayırt edilmesinde, sistemin enerji çözünürlüğü etkindir. Bir elektron algılayıcısıyla ölçümleri alınan enerji-kaybı spektrumu için, sistemin toplam çözünürlüğü ~0.8 V olarak ölçülmüştür. Aynı tür spektrumu Vuskovic ve Trajmar da (1983) almıştır [15]. Çözünürlük arttıkça piklerin belirginliği artmaktadır. Metan molekülü iyonlaşma potansiyeli (14,25 ev) değerinden sonra, iyonlaşma bölgesi spektrumda yer almaktadır. 173

Şekil 3. 200 ev enerjili elektron ile metan molekülünün esnek olmayan çarpışması sonucu elde edilen enerji-kaybı spektrumu. İçi dolu yuvarlaklar deneysel verileri, çizgi Vuskovic ve Trajmar (1983) tarafından alınan spektrumu göstermektedir. Elektron-atom/molekül çarpışmasında aynı olaydan gelen elektronlar (saçılan ve hedeften koparılan) zaman olarak uyumludur. İstatistiksel olarak yapılan hesaplamalarla, aynı olaydan gelen elektronların çakışma sinyali, rastgele olaylardan gelen elektronların oluşturduğu çakışma sinyallerinden ayırt edilebilmektedir. 250 ev enerjili elektron etkisiyle metan molekülü 1t 2 yörünge elektronu iyonlaşması olayında, açığa çıkan elektronların elektron-elektron çakışma tekniği ile alınan bağlanma enerji spektrumu Şekil 4 te verilmektedir. Deneyde, koparılan elektronu algılayan analizör, kop=60 0 açısında ve saçılan elektronu algılayan analizör saç =15 0 açısında tutulmuştur. Şekil 4. Metan molekülünün 1t 2 değerlik yörüngesine ait, E kop = 50 ev, saç =15 0, kop =60 0 bağlanma enerji spektrumu. 174

N. Işık vd. 4. Tartışma ve Sonuç Bu çalışmada, elektron-metan molekülü esnek olmayan çarpışma deneyleri yapılmıştır. Elektron ile CH 4 molekülünün çarpışmasından sonra saçılan ve molekülden koparılan elektron, çakışma tekniği kullanılarak ölçülmüştür. Metan molekülü 1t 2 yörünge elektronunun bağlanma enerji spektrumu verilmiştir. Metan molekülü iyonlaşma potansiyeli 14.247 ev olarak teoriksel değere çok yakın olarak bulunmuştur. Çalışmada sunulan, en küçük hidrokarbon olan metan molekülünün elektron demeti etkisiyle iyonlaşma dinamiği verileri, biyolojik moleküllerin modellemesi için önemlidir. Teşekkür Bu çalışma Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) 109T738 nolu proje ve AKU-BAPK 11.FEN.BİL.07 nolu proje ile desteklenmektedir. Kaynaklar [1] Mc Carthy I. E., Weigold E., 1995. Electron Atom Collisions. Cambridge University Press, UK, p 344. [2] Lahmam Bennani A., 2002. Thirty years of experimental electron-electron (e,2e) coincidence studies: achievements and perspectives, Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 123(2): 365-376. [3] Hood S. T., Weigold E., McCarthy I. E., Teubner P. J. O., 1973. Momentum space wave functions and binding energies of the valence electrons in methane measured by the (e,2e) technique, Nature Physical Science, 245(144): 65-68. [4] Hood S. T., Hamnett A., Brion C. E., 1977. Molecular orbital momentum distributions and binding energies for H 2 O using an electron impact coincidence spectrometer, Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 11(2): 205-224. [5] Weigold E., Dey S., Dixon A. J., McCarthy I. E., Teubner P. J. O., 1990. (e,2e) Spectroscopy of methane, Physics Letters, 41(1): 21-24. [6] Clark S. A. C., Reddish T. J., Brion C. E., 1990. The valence orbital momentum distributions and binding energy spectra of methane by electron momentum spectroscopy: Quantitative comparisons using near Hartree-Fock limit and correlated wavefunctions, Chemical Physics, 143(1): 1-10. [7] Lahmam-Bennani A., Naja A., Staicu-Casagrande E. M., Okumus N., Dal Cappello C., Charpentier I., Houamer S., 2009. Dynamics of electron impact ionisation of the outer and inner valence (1t 2 and 2a 1 ) molecular orbitals of CH 4 at intermediate and large ion recoil momentum, Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics, 42(16): 165201, 1-8. [8] Nixon K. L., Murray Andrew J., Chaluvadi Hari, Ning Chuangang, Madison D. H., 2011. Low energy (e,2e) studies from CH 4 : Results from symmetric coplanar experiments and molecular threebody distorted wave theory, The Journal of Chemical Physics, 134(17): 174304, 1-8. [9] Nixon K. L., Murray A. J., Chaluvadi H., Amami S., Madison D. H., Ning Chuangang, 2012. Low energy (e,2e) measurements of CH 4 and neon in the perpendicular plane, The Journal of Chemical Physics, 136(9): 094302, 1-8. [10] Xu S., Chaluvadi H., Ren X., Pflüger T., Senftleben A., Ning C. G., Yan S., Zhang P., Yang J., Ma X., Ullrich J., Madison D. H., Dorn A., 2012. Low energy (e,2e) study from the 1t 2 orbital of CH 4, The Journal of Chemical Physics,137(2): 024301, 1-11. [11]Dogan M., Ulu M., Sise O., 2007. Design, simulation and construction of an electron-electron coincidence spectrometer, Journal of Electron Spect. and Related Phenomena, 161: 58-62. [12]Dogan M., Ulu M., Ozer Z. N., Yavuz M., Bozkurt G., 2013. Double differential cross-sections for electron impact ionization of atoms and molecules, Journal of Spectroscopy, 2013(2013): 192917, 1-16. [13] Ozer Z. N., Chaluvadi H., Ulu M., Dogan M., Aktas B., Madison D., 2013. Young's double-slit interference for quantum particles, Physical Review A, 87(4): 042704, 1-8. 175

[14] Dogan M., 2001. Electron impact double ionization of helium from [e(3-1)e] experiments, Turkish Journal of Physics, 25(6): 529-535. [15] Vuskovic L., Trajmar S., 1983. Electron impact excitation of methane. Journal of Chemical Physics, 78(8): 4947-4953. Semiha Bahçeli e posta: semihabahceli@sdu.edu.tr Mevlüt Doğan e-posta: mdogan@aku.edu.tr 176