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Spectroscopie moléculaire des états de valence et excités de l'ion sih+

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par Christian MBIBA TOUEDEBE
CEPAMOQ(Centre de Physique Atomique Moléculaire et Optique Quantique) Université de Douala - Master II de physique 2013
  

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Introduction générale

La molécule SiH+ est le tout premier ion moléculaire dont l'identification a été confirmée dans le spectre photosphérique du soleil [1, 2]. Cette molécule joue un rôle important dans la chimie du nuage interstellaire et constitue avec les espèces telles que : SiO, SiS, SiN, SiH4 et SiC4 les principales sources de Silicium (Si) dans le milieu interstellaire. En raison de son importance astrophysique[3, 4, 5], elle a été l'objet de plusieurs travaux théoriques [6, 7] et expérimentaux [8, 9, 10] . Les constantes spectroscopiques de l'état fondamental (X1i+) et du premier état excité A1H de la molécule SiH+ ont été déterminées expérimentalement [5, 7, 11].

Bruna et Peyerimhoff [8] ont déterminés les courbes d'énergie potentielle de l'état fondamental et de plusieurs états excités. Cependant, les constantes spectroscopiques de ces états ainsi que les détails de la méthode utilisée pour effectuer les calculs n'ont pas été donnés par ces auteurs. Les courbes de potentiel de quatre états (X1i+, a3H, A1H et 3i+) se dissociant toutes suivant l'asymptote Si+(2Pu) + H(2Sg) ont été déterminées par Hirst [9] et les constantes spectroscopiques qu'il a trouvé pour l'état fondamental sont en très bon accord avec les valeurs expérimentales. Pour l'état A1H, Hirst a déterminé la seule constante De qui est aussi en bon accord avec la valeur expérimentale. Ahlrichs et al. [12], Matos et al. [10], ont utilisés la base gaussienne GTO/CGTO et la méthode CPF (»coupled pair functional») pour déterminer les paramètres spectroscopiques de l'état A1H de la molécule SiH+avec une assez bonne précision.

Pour aider les expérimentateurs dans leur recherche sur la molécule SiH+, il est indispensable de déterminer avec une assez bonne précision les courbes de potentiel des états de valence et excité de cette molécule. Nous avons à cet effet, utilisé la méthode d'interaction de configuration multiréférence (MRCI) et une base gaussienne très étendue aug-cc-pV6z pour caractériser l'état fondamental et quelques états excités de la molécule SiH+.

Dans ce mémoire, il s'agit pour nous, d'utiliser les méthodes ab initio de prise en compte de la corrélation électronique pour déterminer avec une très bonne précision les courbes de potentiel, solution de l'équation de Schrödinger électronique. Partant de l'approximation de

Table des figures 2

Hartree-Fock (HF), les fonctions d'onde MCSCF et MRCI sont obtenues comme combinaisons linéaires de déterminants de Slater obtenus par excitation des électrons des orbitales occupées vers les orbitales virtuelles de la fonction d'onde HF. Notre objectif est d'améliorer quelques résultats existant en reproduisant au mieux les résultants expérimentaux.

Notre dissertation est organisée ainsi qu'il suit : Dans le chapitre 1, nous présentons les méthodes de calcul de structure moléculaire utilisées dans ce travail. Le chapitre 2 est consacré à la détermination des courbes de potentiel. Ces résultats sont ensuite utilisés au chapitre 3 pour le calcul des constantes spectroscopiques. La conclusion résume ce travail et en dégage les perspectives.

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