Écrantage d'un flux de particules

(Reçu le 19 août 1996, accepté le 8 janvier 1997)

Abstract
The purpose of this work is to evaluate the effect on a particle flux of shadowing by the restricted geometry of an opaque structure. We will demonstrate a general method for deriving angular distribution functions in the neighborhood of the opaque structure, given the incoming particle velocity distribution function. This method will be specifically applied to particles transported through a cylindrical tubular aperture, and we will obtain the particle angular distribution functions in and at the exit of the cylindrical tube, given the velocity distribution function at the entrance of the tube, in the particle gas. This simple case models well a great number of physical systems ranging from plasma-produced ions etching a well or via-hole in a semiconductor surface, to metal atoms exiting a Knudsen cell, and including the expansion of a molecular gas through a cylindrical aperture.

Résumé
L'objet de cet article est l'évaluation de l'effet d'écran apporté par la géométrie restreinte d'un obstacle opaque sur un flux de particules. Nous exploiterons une méthode générale pour l'obtention des fonctions de distribution angulaire au voisinage de la structure opaque, étant donnée la distribution des vitesses des particules incidentes. Cette méthode sera appliquée au cas de particules transportées au travers d'une ouverture cylindrique, i.e. un tube, et nous calculerons la fonction de distribution angulaire pour les particules à l'intérieur et au sortir du tube, étant donnée la distribution des vitesses à l'entrée du tube, dans le gaz de particules. Ce dernier cas représente un bon modèle pour un grand nombre de systèmes physiques : depuis le cas d'ions générés par un plasma et gravant un puits dans une surface de semi-conducteur jusqu'au cas d'atomes métalliques sortant d'un four de type Knudsen, en passant par l'effusion d'un gaz moléculaire au travers d'une fine ouverture cylindrique.