高电荷态Ar离子与金属表面相互作用过程中X射线发射的研究

摘要

本工作对低速高电荷态Ar17+离子在与不同金属靶相互作用过程中发射的Ar离子K壳层X射线进行了理论和实验研究。在实验上，我们测量了入射速度在0.4～0.7玻尔速度之间的Ar17+离子与Be、Al、Ni、Mo、Au相互作用过程中入射离子发射的X射线谱。对两个关键物理量进行了分析，即Kβ/ka分支比和各分支的K x射线的平均能量，实验发现这两个量并未随着靶的不同或者是离子速度的不同而发生明显的变化，基本上和靶种类、离子速度无关。同时，为了理解和解释这一实验现象，在导带电子俘获模型和级联跃迁模型的基础上，进行理论计算，从理论上得到Kβ/Ka分支比和各分支x射线平均能量，理论计算结果和实验结果不仅定性而且定量的符合在一起。通过实验和理论的比对，我们初步认为Ar17离子Kx射线的发射的物理图象是：在离子进入表面时，大量金属导带电子被俘获到离子外壳层，随着离子的运动，这些电子将集体通过级联退激发的形式跃迁至内壳，从而发射x射线；射线分支比和平均能量是与俘获过程与退激过程的动力学演化直接相关的。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1基本过程和研究意义

1.2研究现状

1.2.1实验现状

1.2.2论现状

1.3本论文的工作

参考文献

第二章基本理论

2.1离子原子碰撞中的电子俘获模型

2.1.1 N.Bohr的经典过垒模型

2.1.2扩展的过垒模型

2.1.3分子库仑过垒模型

2.2离子与固体表面碰撞中的过垒模型

2.3离子在表面以下的中和机制

2.3.1导带电子俘获

2.3.2“Side-feeding”机制

2.4级联跃迁模型

参考文献

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

第四章实验结果和理论分析

4.1实验谱图及处理

4.1.1原始谱图

4.1.2数据处理

4.2理论计算

4.2.1导带电子俘获

4.2.2级联退激

4.3 Kβ/Kα分支比的讨论

4.5总结

参考文献

致谢