Prise en compte de l'anisotropie des collisions ion-atome sur le transport des ions par simulation de Monte-Carlo

(Reçu le 10 janvier 1997, révisé le 15 mai 1997, accepté le 27 mai 1997)

Abstract
This paper is devoted to the determination of the differential and integral collision cross sections needed for the calculation of the transport coefficient of ions in weakly ionized gases. In the case of Ar ⁺/Ar system and for energy interval varying up to 100 eV, the cross sections are obtained from the interaction potential of polarization for low energies and of Lennard-Jones for higher energies. The calculation method of the collision cross sections based on the classical mechanics has been first validated from comparisons of measured and calculated differential cross sections. Then, these cross sections have been used in a Monte-Carlo code for simulation of the transport of Ar ⁺ ions in Ar gas at room temperature (300 K). The obtained transport coefficients (ion mobility, drift velocity and diffusion coefficient) are in good agreement with the drift tube measurements given in the literature thus confirming the validity of the method of collision cross section calculation.

Résumé
Cet article est consacré à la détermination des sections efficaces différentielles et intégrales ion-atome nécessaires au calcul des coefficients de transport des ions dans les gaz faiblement ionisés. Dans le cas du système Ar ⁺/Ar et pour des intervalles d'énergie allant jusqu'à quelques dizaines d'eV, les sections efficaces sont obtenues à partir des potentiels d'interaction de polarisation pour les faibles énergies et de Lennard-Jones pour les énergies plus élevées. La méthode de calcul des sections efficaces basée sur la mécanique classique a d'abord été validée par comparaison des sections efficaces différentielles mesurées et calculées. Ensuite, ces sections efficaces ont été utilisées dans un code de simulation statistique de Monte-Carlo du transport des ions Ar ⁺ dans l'Argon à la température ambiante (300 K). Les coefficients de transport (vitesse de dérive, mobilité ionique et coefficient de diffusion) obtenus sont en bon accord avec les mesures de tube de dérive de la littérature confirmant ainsi la validation de la méthode de détermination des sections efficaces.