Geometrik olarak soğutulmuş geri tepen iyon spektrometresi simülasyonu ve kurulumu

ÖZETGEOMETRİK OLARAK SOĞUTULMUŞ GERİ TEPEN İYONSPEKTROMETRESİ SİMÜLASYONU VE KURULUMUAfyon Kocatepe ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüCOLTRIMS (Cold Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy-Geri Tepen İyonMomentum Spektroskopisi); iyon, elektron ya da fotonun atom ya da moleküllerleetkileşmeleri sonucu iyonlaşma dinamiğini inceleyen bir tekniktir. COLTRIMS tekniğindeamaç, üç ya da daha fazla parçacık reaksiyonunu kinematik olarak tamamen açıklayacak birsistem sağlamaktır. Çarpışmalarda oluşan geri tepen hedef iyonun momentum vektörününyüksek çözünürlükle ölçümünde kullanılır. Çarpışmada oluşan parçacıkların momentumvektörlerinin belirlenmesi, iyon yük durumlarına bağlı olarak reaksiyonun çok katlılığı içintemel oluşturur. Momentum vektörü kullanılarak, reaksiyonda yer alan diğer yüklü parçacıkreaksiyonları yardımı ile istenilen reaksiyonun mekanizması belirlenebilir. COLTRIMStekniği, 4π elektron momentum analizörlerinin kullanılması ile saçılma deneyleri içinkinematik olarak tamamlanmış bir momentum düzeneği sağlar.COLTRIMS sistemi; süpersonik yayılma ile vakum içinde üretilen soğutulmuş gaz hedefinive iyon- elektron momentumunu inceleyen bir düzenekten oluşur. İyon ya da elektronlar,herhangi bir gaz hedefinden iyonlaşma radyasyonu ile üretilir. Atomik ya da moleküler birreaksiyondan elde edilen bütün yüklü parçacıklar, elektrik ve manyetik alan sayesindekonum hassas dedektörlere düşürülür. Parçacıkların uçuş sürelerinden ve dedektörüzerindeki konum etkilerinden üç boyutlu momentum vektörü elde edilebilir.Parçalanmadan önce süpersonik yayılma ile hedef atomların soğutulması, bir kaç atomikbirimlik momentum çözünürlüğü elde etmeyi sağlar.Bu çalışmada, COLTRIMS tekniği ve COLTRIMS deney düzeneğinin kurulumuanlatılmıştır. Bu bakımdan sistemin teknik tanımlaması: Vakum sistemi, dedektörler,konum spektrumları, dedektörlerde zamanlama ve spektrometre dizaynı incelenmiştir.COLTRIMS düzeneğinin teknik tanımı yanında temel olarak SIMION 7 programıkullanılarak spektrometre simülasyonları yapılmıştır. Spektrometre, düzeneğin en önemliparçalarından bir tanesidir ve elektron-iyonlarını konum duyarlı dedektörler üzerineyönlendirir. Bir spektrometrenin tipik olarak iki kısmı bulunur: etkileşim bölgesinden yüklüparçacıkları elektrik alan yardımı ile çekmeyi sağlayan çekim bölgesi ve serbestsürüklenme bölgesi. Bu iki bölge birbirinden ağlarla ayrılırlar. Simülasyon programlarıkullanılarak, çekim bölgesine ve hedefin ilk durum kinetik enerjisine bağlı olarakparçacıkların momentum dağılımları hesaplanabilir. Bu dağılım daha sonra veri analizindeiyon momentumunun yeniden incelenmesinde kullanılabilir.2007, 159 SayfaAnahtar Kelimeler: COLTRIMS, TOF spektrometresi, simülasyon, dedektör, vakum, jet,atomik çarpışmalar.