Modeling of electron energy loss spectrum in electron collision with molecule

Abstract

Experimental electron energy loss spectra (EELS) of inelastic electron-molecule colli- sions contain features that are difficult to interpret. These features span over many quan- tum states, so they may represent classical effects. Computations reveal that some of the features appear already in 1D toy models. I test a semiclassical Monte Carlo simulation to compute the EELS. On toy models, simulated EELS match quantum mechanically computed EELS quite well. I thus confirm that inelastic collisions can be interpreted semiclassically in part and I am able to interpret some specific features of EELS. Besides toy models, I can interpret and approximate a threshold found in experimental EELS of nitrogen molecule.

Spektra elektronových energetických ztrát (electron energy loss spectra, EELS) namě- řená při nepružných srážkách elektronu s molekulou obsahují těžko vysvětlitelné úkazy. Tyto úkazy přesahují přes mnoho kvantových stavů, takže by mohly reprezentovat kla- sické jevy. Výpočty ukazují, že některé úkazy najdeme už v testovacích 1D modelech. V práci testuji Monte Carlo simulaci pro výpočet EELS. U testovacích modelů se nasi- mulované EELS celkem dobře shoduje s EELS spočteným kvantově. Tím potvrzuji, že nepružné srážky se dají částečně vysvětlit semiklasicky a některé konkrétní úkazy v EELS jsem schopen vysvětlit. Mimo testovací modely umím vysvětlit a aproximovat mez, která je patrná v naměřeném EELS molekuly dusíku.