~(129)Xe~(q+)入射金属表面激发的X射线谱

用高电荷态离子129Xeq+(q=25,26,27)轰击金属Au表面,产生Au原子的特征X射线谱.实验结果表明,足够高的电荷态低速离子激发靶表面原子,无需很强的束流强度(nA量级),便可有效地产生重原子的特征X谱线(Au,Mα),单离子X射线产额可达10-8量级,特征X射线的产额随入射离子的动能和势能(电荷态)的增加而增加.通过Au原子Mα的特征X射线谱,利用Heisenberg不确定关系对Au原子的第N能级寿命进行了估算.

高电荷态离子Ar~(q+)与不同金属靶作用产生的X射线

研究了高电荷态离子Arq+(q=16,17,18)入射金属Be,Al,Ni,Mo,Au靶表面产生的X射线谱.实验结果表明,Ar的Kα-X射线是离子在与固体表面相互作用过程中固体表面之下形成空心原子发射的.电子组态1s2的高电荷态Ar16+离子在金属表面中性化过程中,存在的多电子激发过程使Ar16+的K壳层电子激发产生空穴,级联退激发射Ar的Kα特征X射线.Ar17+离子在金属表面作用过程中产生的X射线谱形与靶材料没有明显的关联,入射离子的Kα-X射线产额与其最初的电子组态有关,靶原子的X射线产额与入射离子的动能有关.

高电荷态离子~(40)Ar~(q+)与Au表面作用产生的X射线谱

利用光谱技术研究了高电荷态离子40Arq+(q=16,17,18)离子入射金属Au表面产生的X射线谱.分析结果表明,Ar的Kα-X射线是离子在与固体表面相互作用过程中在固体表面之下形成的空心原子发射的.当电子组态为1s2的高电荷态Ar16+离子在金属表面中性化过程中,存在着多电子激发过程使Ar16+的K壳层电子激发产生空穴,进而级联退激发射Ar的Kα特征X射线.入射离子的Kα-X射线产额与其最初的电子组态有关,靶原子的X射线产额与入射离子的动能有关.

高电荷态离子~(207)Pb~(q+)(24≤q≤36)与Si(110)固体表面作用的电子发射研究

报道了利用兰州重离子加速器国家实验室ECR源引出的高电荷态离子207Pbq+(24≤q≤36)入射到Si(110)表面产生的电子发射的实验测量结果.结果表明,高电荷态离子与固体表面相互作用产生的电子发射产额Y与入射离子的电荷态q、入射角度ψ和入射能量E都有很强的关联.首次发现,电子发射产额Y与入射角度ψ间有接近1/tanψ的关系.理论分析认为,这些过程与基于经典过垒模型的势能电子发射过程密切相关.

加速器高频D电路Q值的计算与测量

介绍了回旋加速器高频单D型盒D电路Q值的计算与测量方法。重点对Q值的理论计算进行推导,并对计算原理进行说明。然后对计算结果和测量结果进行比较。得出的计算和测量结果基本吻合。误差产生的主要原因是计算过程中的近似和短路片接触电阻的取值,其中短路片接触电阻是一个重要因素,在设计腔体时应引起足够的重视。

高电荷态离子Ar~(q+)入射在金属表面形成靶原子X射线谱

本文报道低能高电荷Ar12+、Ar13+、Ar14+离子与金属Mo表面作用过程中Mo原子受激发射X射线和X射线强度随入射能量变化的实验结果。结果表明,低速高电荷离子与金属表面原子相互作用可有效地激发靶原子或靶离子内壳层电子而发射X射线。

高离化态S~(q+)与H_2碰撞中H_2~(r+)的库仑爆炸及解离过程研究

采用位置灵敏探测器和散射离子 反冲离子飞行时间技术测量了 90 0keV的Sq + +H2 碰撞产生的H+ 碎片的能量分布 ,实验表明部分Hr+ 2 发生解离。基于蒙特卡罗方法 ,建立了程序模拟离子与分子碰撞中的反冲离子飞行时间谱。模拟结果与实验 (S2 + +H2 ,S2 + +He)测量到的TOF谱进行了分析比较 ,并进行了定性讨论。

经典过垒模型在Xe~(q+) +He碰撞中的应用

采用位置灵敏探测和飞行时间技术研究了高电荷态Xe离子 (q =15 ,17,19,2 1,2 3)与He原子碰撞中双电子转移截面与单俘获截面比随入射离子电荷态的变化规律。提出一步过程假定 ,对扩展的经典过垒(ECB)模型进行了修正 ,利用修正模型计算得到的单、双电子转移绝对截面与Andersson等人和Selberg等人的实验结果符合得很好 ,所得截面比与本实验得到的双电子转移截面与单电子俘获截面符合得比较好。

~(40)Ar~(q+)离子入射金属表面形成的靶原子的特征光谱线

用动能一定而电荷态不同的 40Arq+(6≤q≤14)离子和动能不同的40Ar6+离子分别轰击金属Al, Ti, Ni,Ta和Au表面, 以及分别用动能相同(150 keV)的129Xe6+, 129Xe10+和129Xe15+轰击Ta表面, 靶原子受激辐射发出的200~1000 nm波段的特征光谱线的实验结果. 结果表明, 合适的弹靶组合(40Ar12+轰击Al, 129Xe6+轰击Ta表面)可使靶原子受激辐射的特征光谱的强度显著增强, 而靶原子受激辐射的强度与入射离子的动能没有强的关联.

~(126)Xe~(q+)轰击Al表面产生的原子和离子光谱线

报道了高电荷态离子12 6Xeq + (6≤q≤ 30 )入射到固体Al表面产生的 2 0 0～ 10 0 0nm波段的发射光谱的实验结果。实验表明 ,在弱束流 (nA量级 )高电荷态的情况下 ,通过入射离子与固体靶的相互作用可有效地产生原子和离子的复杂组态间跃迁所形成的可见光波段的特征谱线 ,而且当入射离子的电荷剥离数超过一临界值后 (对Al,q=2 6 ) ,谱线相对强度突然显著增强。根据经典过垒模型COB(Theclassicover barriermodel) ,在入射离子的动能较小 (～ 1keV/u)的条件下 ,高电荷态离子与表面相互作用过程中电子的俘获或转移起着非常重要的作用 ,通过提高入射离子的电荷态可增强入射离子俘获电子的能力 ,显著增强激发粒子的光谱线的强度。

高电荷态离子~(126)Xe~(q+)与Ti固体表面作用的激发光谱

报道用 15 0keV的高电荷态离子1 2 6 Xeq + (6≤q≤ 30 )轰击Ti固体表面产生 2 0 0— 10 0 0nm波段发射光谱的实验结果 .结果显示 ,用电荷态足够高的离子作光谱激发源 ,无需很强的束流强度 (nA量级 ) ,便可激发起样品表面的原子和离子在可见光波段的特征谱线 .当入射离子剥离度q >qc≈ 2 0时 ,Ti原子及其离子的特征谱线强度突然显著增强 ;不同金属靶 ,特征谱线突然增强的qc值不同 .理论分析表明 ,这与q大于此临界值后 ,单电子转移释放能量激发靶材料传导电子气体的表面等离激元密切相关 .

高电荷态Ar~(q+)与Ne碰撞中入射离子电荷交换截面的研究

报道Arq + +Ne(q =8,9,11,12 )碰撞体系中多电子转移过程 ,得到了多组实验测量电荷交换截面数据 ,讨论入射离子电荷交换截面、反冲离子产生截面与入射离子电荷态、能量以及散射离子电荷态的关系 ,并且将实验结果与Arq + +Ar碰撞体系进行对比研究。在修正分子库仑过垒模型的基础上 ,对实验现象做了合理的解释

Size modification of Au nanoparticles induced by slow highly charged ions Ar-40(q+) irradiation

Size modification of Au nanoparticles (NPs), deposited on the Au-thick film surface and irradiated by slow highly charged ions (SHCI) 40Arq+ (3 6 q 6 12) with fixed low dose of 4.3 1011 ions/cm2 and various energy ranging from 74.64 to 290.64 keV at room temperature (293.15 K), was investigated by atomic force microscopy (AFM) and transmission electron microscopy (TEM). The effect of projectile kinetic energy on the modified size of NPs was explored by an appropriate choice of the fixed process parameters such as ion flux, irradiation temperature, incident angle, irradiation time, etc. The morphological changes of NPs were interpreted by models involving collisional mixing, Ostwald ripening (OR) and inverse Ostwald ripening (IOR) of spherical NPs on a substrate. A critical kinetic energy as well as a critical potential energy of the projectile in the Au NPs size modification process were observed.

Sputtering induced by highly charged Pb-208(q+) bombardment on Al surface

Highly charged ions (HCls) carrying high Coulomb potential energy (E-p) could cause great changes in the physical and chemical properties of material surface when they bombard on the solid surface. In our work, the secondary ion yield dependence on highly charged Pbq+ (q = 4-36) bombardment on Al surface has been investigated. Aluminum films (99.99%) covered with a natural oxide film was chosen as our target and the kinetic energy (E-k) was varied between 80 keV and 400 keV. The yield with different incident angles could be described well by the equation developed by us. The equation consists of two parts due to the kinetic sputtering and potential sputtering. The physical interpretations of the coefficients in the said equation are discussed. Also the results on the kinetic sputtering produced by the nuclear energy loss on target Surface are presented.

Double ionization of helium in collision with 20-500-keV/amu Cq+ and Oq+ (q=1-3) ions

Target ionization and projectile charge changing were investigated for 20-500 keV/u Cq+, Oq++He (q=1-3) collisions. Double- to single-ionization ratios R-21 of helium associated with no projectile charge change (direct ionization), single-electron capture, and single-electron loss were measured. The cross-section ratio R-21 depends strongly on the collision velocity v, the projectile charge state q, and the outgoing reaction channel. Meanwhile, a model extended from our previous work [J. X. Shao, X. M. Chen, and B. W. Ding, Phys. Rev. A 75, 012701 (2007)] is presented to interpret the above-mentioned dependences. Good agreement is found between the model and the experimental data.