A investigação da excitação eletrônica em moléculas, induzida por impacto de elétrons, tem recebido considerável atenção tanto de teóricos quanto de experimentais. No escopo de tais processos, a excitação eletrônica em moléculas a partir de camadas internas, envolvendo a remoção ou promoção de elétrons de camadas fortemente ligadas sigma(1s) nos átomos do interior da molécula, tem recebido considerável atenção nos últimos anos. Como resultado de seu alto grau de localização, as formas e energias associadas às transições de elétrons partindo desses orbitais não variam significativamente quando vamos do estado gasoso ao estado sólido. Por isso, a excitação e a ionização em moléculas a partir de camadas internas, vem desempenhando um importante papel no desenvolvimento de equipamento para caracterizar amostras gasosas ou sólidas. Um aspecto muito interessante no estudo de tais transições é que fenômenos de ressonância de forma podem também ocorrer. Nestes casos, elétrons ejetados com baixas energias, após a colisão, podem ser capturados pela barreira de potencial do alvo(molécula ou átomo) que está agora num determinado estado excitado. Este efeito pode ser visualizado por um significativo aumento nos valores calculados das seções de choque(SC). Nosso grupo tem aplicado o método das ondas distorcidas(MOD), um método teórico, para estudar tais processos e tem reproduzido com sucesso os poucos resultados experimentais para as SC apresentados na literatura para algumas moléculas.

Neste trabalho, aplicamos o método de ondas distorcidas(MOD) para calcular as seções de choque inelástica diferencial(DCS) e integral(ICS), pela promoção de elétrons pertencentes às camadas internas dos átomos de nitrogênio de moléculas de N2 e N2O, para estados eletrônicos mais altos. Mais especificamente, por meio de impacto eletrônico, realizamos a transição de elétrons de camadas internas das camadas 2sigma (elétron do nitrogênio central) e 3sigma (elétron do nitrogênio terminal) da molécula de N2O para a primeira camada excitada aberta na faixa de energia de 415-800eV para o elétron incidente, enfatizando se a transição é tipo singleto ou tripleto. Depois disso, calculamos a razão RI(1:3), entre as seções de choque integrais dos estados finais singleto e tripleto. No presente formalismo teórico, um potencial na aproximação estático-troca foi utilizado para descrever a dinâmica de interação entre o elétron incidente e os elétrons do alvo. Esse potencial foi gerado a partir das funções de onda ao nível de Hartree-Fock restrito e não restrito utilizado na descrição do alvo. O método variacional de Schwinger(MVS) combinado com o método de ondas distorcidas(MOD) foi utilizado para resolver as equações de espalhamento, onde a matriz-Tif de transição eletrônica é descrita acoplando V que representa a interação entre partículas e as respectivas funções de onda de espalhamento. A partir daí obtém-se as DCS’s e em seguida as ICS.

Infelizmente a falta de dados experimentais para as DCS’s, para as ICS’s e para as R(1:3) para a presente molécula estudada, impossibilita-nos de fazer uma melhor avaliação de nossos resultados teóricos, entretanto a literatura apresenta alguns dados experimentais para a força de oscilador generalizado(GOS) e que estão diretamente relacionados às DCS’s. Estes dados foram obtidos para a mesma transição por nós estudada, como função do momento transferido durante a colisão dos elétrons 1s, (2sigma-3pi) e (3sigma-3pi) diretamente ligados aos átomos de nitrogênio. No caso experimental a energia de impacto do elétron incidente foi de 1400 eV. Fizemos então um cálculo para esta energia e calculamos o GOS que concorda razoavelmente bem com os dados experimentais fornecidos por Camilloni e colaboradores num estudo realizado em 1995. Também em cálculos anteriores, para outros alvos moleculares que apresentam dados na literatura específica, os nossos resultados sempre concordaram tanto qualitativamente quanto quantitativamente, o que mostra a viabilidade do presente método mesmo quando não é possível encontrar dados experimentais disponíveis. Uma análise criteriosa de nossos resultados mostra que o comportamento das diversas curvas obtidas para todas as SC’s segue alguns padrões já bem conhecidos da literatura. Por exemplo, as ICS calculadas nas transições tipo singleto - tripleto apresentam um comportamento padrão decaindo em magnitude com o aumento da energia do elétron incidente.

Podemos notar que nossos resultados concordam com os poucos dados disponíveis na literatura e servem como uma base para futuras medidas experimentais. Como são os únicos dados disponíveis, até onde pudemos averiguar, podem servir de base de dados em experimentos ou cálculos que utilizem valores numéricos das ICS’s ou DCS’s. No presente trabalho conseguimos também identificar o canal ressonante próximo do limiar de excitação no espalhamento de elétrons presos a camadas internas da molécula de N2O, mais precisamente, preso ao átomo de nitrogênio. A localização desta ressonância confirma a hipótese que este fato pode também ocorrer quando a transição eletrônica envolvida é realizada a partir de elétrons presos às camadas mais internas da molécula. Estudos semelhantes, utilizando outros alvos moleculares, estão sendo realizados em nosso grupo com a finalidade de se tentar caracterizar as ressonâncias: se elas estão presentes na maioria dos alvos, se possuem um comportamento padrão, se dependem dos constituintes químicos do alvo, se de alguma forma podem estar relacionadas ao número de átomos presentes no alvo e etc.

Instituição de fomento: CNPq e CAPES