高电荷态离子与固体表面相互作用的研究

论文摘要

本工作采用能量范围从180kev到380kev的低能高电荷态Arq+（q=12-16）离子轰击铝靶，测量Al的k壳层x射线发射，对x射线的产生过程进行了研究。在实验上得到铝的k壳层x射线的产额和电离截面。在二体碰撞理论和分子轨道理论基础上，建立一个以2pπ-2pσ耦合为框架的模型，对铝的k壳层x射线发射机制给出理论解释。即带有2p壳层空穴的氩离子靠近靶的铝原子时，铝原子与氩离子形成一个联合原子态。铝的1s壳层电子通过2pπ-2pσ耦合转移到氩的2p空穴上。铝的l壳层电子退激到k壳层上，产生铝的k壳层x射线发射。在这个框架下通过计算得到x射线产额的理论值和铝k壳层电离截面的理论值。实验数据在这个2pπ-2pσ耦合结构里等到很好的解释，模型的计算结果和实验观察值是相符合的。并定性解释了为什么在相同入射能量作用下，Ar12+，Ar14+和Ar15+作用下x射线的产额几乎一样，而Ar13+作用下的x射线的产额相对较大，Ar16+的却比较小。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究现状
• 第二章 基本理论
• 2.1 经典过垒模型
• 2.1.1 电子共振转移
• 2.1.2 镜像电荷引起的动能增益
• 2.2 准分子激发
• 2.2.1 分子轨道理论基础
• 2.2.2 电子提升分子轨道模型
• 2.3 二体碰撞理论
• 第三章 实验装置及方法
• 3.1 电子回旋共振离子源
• 3.2 束流聚焦准直控制系统
• 3.3 真空系统
• 3.4 靶室
• 3.5 实验靶样品
• 3.6 束流检测系统
• 3.7 探测器
• 3.8 数据采集系统
• 第四章 实验数据及理论分析
• 4.1 实验数据处理过程
• 4.1.1 实验处理x射线的产额
• 4.1.2 实验处理Al的k壳层电离截面
• 4.2 理论上x射线的发射过程分析
• *）'>4.3 氩的2p空穴的分布函数n=（L,L^*）
• 4.3.1 氩的2p空穴在碰撞过程中的演化
• 4.3.2 氩的2p壳层电离截面的计算
• 4.4 铝的k壳层电离截面的计算
• 4.4.1 单空穴单电子转移几率P（b）的计算
• 4.4.2 每一深度Al的k壳层电离截面的计算
• 4.4.3 理论x射线的产额与理论k壳层电离截面的计算
• 4.5 实验结果与理论计算的对比图
• 4.5.1 铝在不同价态氩作用下x射线产额
• 4.5.2 铝在不同价态氩作用下k壳层电离截面
• 第五章 讨论
• 参考文献
• 附录
• 致谢