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A. CORNET et J.-P. DEVILLE
Processus
(0.05 5 i l 5 0,5 nm) l’approximation restera satisfaisante si on considère des interactions avec des électrons relativement localisés : par exemple ceux qui appartiennent à des niveaux profonds ayant une grande énergie d’ionisation ou encore
les électronsf des terres rares. L‘approximation dipolaire conduit à des règles de
sélection bien connues : At? = k 1 , dj = O, k 1, As = O, Am = O (pour une polarisation
linéaire du rayonnement X comme celle obtenue normalement avec u n rayonnement synchrotron) ou Am = f 1 (pour un rayonnement polarisé circulairement).
t?, j, s et m sont les nombres quantiques caractérisant l’état de l’électron. On rappelle que t? est égal respectivement à O, 1, 2... pour les niveaux s , p , ci... et que j
peut prendre deux valeurs demi-entières (t? + 1 / 2 et 6 + 3/21, Ceci signifie qu’il ne
pourra pas y avoir de fluorescence X entre deux niveaux s , entre deux niveaux
p... Les nombres s et m qui caractérisent l’état de spin et magnétique ne sont
importants que dans certains types de spectroscopies qui ne seront pas décrites
dans cet ouvrage. Gardons seulement à l’esprit que la condition A s = O impose la
conservation du spin de l’électron lors de l’absorption et de la fluorescence. On
peut trouver u n traitement plus exhaustif dans la référence@’.
Temps caractéristique
1.2.3. Temps caractéristiques
et processus d’absorption des rayons X
I1 est important de bien fixer les idées sur les temps caractéristiques mis en jeu
dans les processus d’absorption et de relaxation. Ils gouvernent u n certain
nombre de raies satellites, le rendement de fluorescence et permettent de comprendre pourquoi la plupart des modèles donnant l’énergie des photoélectrons
peuvent reposer sur la séparation du phénomène en plusieurs étapes indépendantes : création du trou par photoémission, éjection du photoélectron, cascade
de réarrangements électroniques pour retourner progressivement à l’état fondamental. Le tableau 4.11 donne une idée de ces temps caractéristiques.
Le processus d’absorption est quasi instantané et de plusieurs ordres de
grandeur plus court que les processus de relaxation. Ceci justifie les modèles en
Tableau 4.11. Temps Caractéristiques dans les processus d’interaction rayons X - matière.
Durée du processus d’absorption d’un photon X
Durée de vie du trou profond
Temps de relaxation des électrons de cœur
Temps de transit du photoélectron
Durée de vie du photon dans la matière
Temps caractéristique des vibrations thermiques
inférieur a 1 O-*O seconde
de 1 O-I5 a 1 0-l6 seconde
de 1 0-15 a 1 0-l6 seconde
de 10-15 à 1 0-17 seconde
de 5 x 1 0-15 à
de 1 0-13 à I 0-14 seconde
seconde
( 2 ) Neutron and Synchrotron Radiation for Condensed Matter Studies (Vol. I : Theory,
Instruments and Methods) J . Baruchel, J.L. Hodeau, M.S. Lehmann, J.R. Regnard,
C. Schlenker, Eds. (Les Éditions de Physique, Les Ulis, 1993).
A. CORNET et J.-P. DEVILLE
Processus
(0.05 5 i l 5 0,5 nm) l’approximation restera satisfaisante si on considère des interactions avec des électrons relativement localisés : par exemple ceux qui appartiennent à des niveaux profonds ayant une grande énergie d’ionisation ou encore
les électronsf des terres rares. L‘approximation dipolaire conduit à des règles de
sélection bien connues : At? = k 1 , dj = O, k 1, As = O, Am = O (pour une polarisation
linéaire du rayonnement X comme celle obtenue normalement avec u n rayonnement synchrotron) ou Am = f 1 (pour un rayonnement polarisé circulairement).
t?, j, s et m sont les nombres quantiques caractérisant l’état de l’électron. On rappelle que t? est égal respectivement à O, 1, 2... pour les niveaux s , p , ci... et que j
peut prendre deux valeurs demi-entières (t? + 1 / 2 et 6 + 3/21, Ceci signifie qu’il ne
pourra pas y avoir de fluorescence X entre deux niveaux s , entre deux niveaux
p... Les nombres s et m qui caractérisent l’état de spin et magnétique ne sont
importants que dans certains types de spectroscopies qui ne seront pas décrites
dans cet ouvrage. Gardons seulement à l’esprit que la condition A s = O impose la
conservation du spin de l’électron lors de l’absorption et de la fluorescence. On
peut trouver u n traitement plus exhaustif dans la référence@’.
Temps caractéristique
1.2.3. Temps caractéristiques
et processus d’absorption des rayons X
I1 est important de bien fixer les idées sur les temps caractéristiques mis en jeu
dans les processus d’absorption et de relaxation. Ils gouvernent u n certain
nombre de raies satellites, le rendement de fluorescence et permettent de comprendre pourquoi la plupart des modèles donnant l’énergie des photoélectrons
peuvent reposer sur la séparation du phénomène en plusieurs étapes indépendantes : création du trou par photoémission, éjection du photoélectron, cascade
de réarrangements électroniques pour retourner progressivement à l’état fondamental. Le tableau 4.11 donne une idée de ces temps caractéristiques.
Le processus d’absorption est quasi instantané et de plusieurs ordres de
grandeur plus court que les processus de relaxation. Ceci justifie les modèles en
Tableau 4.11. Temps Caractéristiques dans les processus d’interaction rayons X - matière.
Durée du processus d’absorption d’un photon X
Durée de vie du trou profond
Temps de relaxation des électrons de cœur
Temps de transit du photoélectron
Durée de vie du photon dans la matière
Temps caractéristique des vibrations thermiques
inférieur a 1 O-*O seconde
de 1 O-I5 a 1 0-l6 seconde
de 1 0-15 a 1 0-l6 seconde
de 10-15 à 1 0-17 seconde
de 5 x 1 0-15 à
de 1 0-13 à I 0-14 seconde
seconde
( 2 ) Neutron and Synchrotron Radiation for Condensed Matter Studies (Vol. I : Theory,
Instruments and Methods) J . Baruchel, J.L. Hodeau, M.S. Lehmann, J.R. Regnard,
C. Schlenker, Eds. (Les Éditions de Physique, Les Ulis, 1993).