高电荷态离子207Pbq+(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.     

高电荷态离子207Pbq+(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²⁰⁷Pb^q+(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. 关键词： 高电荷态离子 经典过垒模型 电子发射产额     

低速~(84)Kr~(15+,17+)离子轰击GaAs单晶

用345 keV的Kr15+和340 keV的Kr17+离子以45fi角入射n型GaAs单晶(100)面,测量了表面形貌的变化和发射的375—500 nm Ga I和Kr II的特征光谱线.Krq+(q=15,17)离子轰击后表面形貌的变化主要取决于入射离子的电荷态q.离子沉积到靶表面的能量引起Ga原子激发,其辐射光谱为Ga I 403.2 nm和Ga I 417.0 nm.入射离子中性化过程中俘获GaAs导带电子形成高激发态原子,通过级联退激填充3p,4d等空穴,P壳层电子跃迁发射谱线为Kr II 410.0 nm,Kr II 430.4 nm,Kr II 434.0 nm和Kr II 486.0 nm,Kr II486.0 nm为较强谱线.实验结果表明,入射离子与GaAs单晶相互作用发射的可见光产额与入射离子的电荷态密切相关,较高电荷态Kr17+离子入射产生的光辐射产额大约为Kr15+离子的两倍.     

近Bohr速度129Xeq+离子入射Ta靶发射近红外光谱线

用动能一定的高电荷态¹²⁹Xe^q+(17≤q≤27)离子,分别入射洁净的Ta靶表面,测量中性化的激发态Xe原子从组态5p⁵(²P°_3/2) nl退激到组态5p⁵(²P°_3/2) ml’过程中辐射的近红外光谱线.实验结果表明:多激发态的空心原子退激发射其特征光谱线,部分典型的跃迁按照阶梯方式退激.Xe原子发射的谱线的单粒子荧光产额和激发的Ta原子发射谱线的单粒子荧光产额随入射离子电荷态的增加而增加,其增加的趋势与入射离子携带的势能随电荷态增加的趋势一致.证明在近Bohr速度的能区,经典过垒模型是成立的.     

129Xe30+轰击Ni表面激发靶原子偶极跃迁和禁戒 (M1和E2)跃迁的特征光谱线

报道了用高电荷态离子129Xe30+(150keV) 轰击金属Ni表面，激发的200—1000nm NiⅠ和NiⅡ的特征光谱线的实验结果.实验结果表明：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，特别是NiⅠ和NiⅡ偶极禁戒的电四极跃迁E2和磁偶极跃迁M1 的特征光谱线.通过分析发现，在禁戒跃迁的谱线中，有些是电子组态相同而原子态不同的 偶极禁戒跃迁光谱线而且NiⅡ的684.84nm谱线较强. 关键词： 光谱 禁戒跃迁 电子组态 高电荷态离子     

高电荷态离子Arq+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.     

~(129)Xe~(q+)激发Mo表面产生的X射线谱

研究了高电荷态离子129Xeq+(q=25,26,27)入射金属Mo表面产生的特征X射线谱.实验结果表明,在束流强度小于120nA条件下,高电荷态离子129Xeq+可以激发Mo的L壳层特征X射线谱.单离子X射线相对产额可达10-8量级,特征X射线的相对产额随入射离子的动能和电荷态(势能)的增加而增加.通过Mo原子的Lα1特征X射线谱,利用Heisenberg不确定关系对Mo原子的第M能级寿命进行了估算.     

高电荷态离子Arq+与不同金属靶作用产生的X射线

研究了高电荷态离子Ar^q+(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. 关键词： 高电荷态离子 空心原子 多电子激发 X射线     

129Xe30+轰击Ni表面激发靶原子偶极跃迁和禁戒(M1和E2)跃迁的特征光谱线

报道了用高电荷态离子1 2 9Xe30 (15 0keV)轰击金属Ni表面 ,激发的 2 0 0— 10 0 0nmNiⅠ和NiⅡ的特征光谱线的实验结果 .实验结果表明 :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 ,特别是NiⅠ和NiⅡ偶极禁戒的电四极跃迁E2和磁偶极跃迁M1的特征光谱线 .通过分析发现 ,在禁戒跃迁的谱线中 ,有些是电子组态相同而原子态不同的偶极禁戒跃迁光谱线而且NiⅡ的 6 84 84nm谱线较强     

类钴氙离子入射Ni表面激发的红外光谱线和X射线谱

当高电荷态类钴氙离子（cobalt like -Xe, Xe²⁷⁺）入射金属Ni表面过程中,共振电子俘获释放势能完成中性化,形成多激发态的Xe原子,其外壳层电子退激辐射红外光谱线.入射离子特殊的势能释放方式、离子动能和金属表面引起离子增益的能量在极短的时间（飞秒量级）沉积靶平方纳米尺度的空间范围,引起靶表面原子激发和电离,形成复杂组态之间的跃迁,特别是偶极禁戒跃迁（电四极跃迁、磁偶极跃）和X射线发射.单离子X射线产额随入射离子的动能增加而增加. 关键词： 高电荷态离子 红外光谱线 X射线 禁戒跃迁     

真空紫外区Ar的高次离化光谱的研究

本文报道了波长在2000—194?真空紫外区域内Ar的高次离化光谱工作。观察到相当数量的新谱线,并归属了其中64条,还找到六个新能级,即:ArIV 3s²3p²(³P)3d²F_5/2,7/2, ArIV 3s²3p²(¹D)3d²S_1/2, ArV3s²3p3d关键词：     

Nb XIII离子3d94s2, 3d94s4p, 3d94p2 组态能级结构与跃迁的理论研究

用准相对论Hartree-Fock方法对Nb XIII离子二电子激发组态3d⁹4s², 3d⁹4s4p, 3d⁹4p² 的能级结构做了全面系统的理论计算研究.在对已有研究结果分析的基础上, 运用最小二乘方法对径向积分参数进行了优化计算, 得到了与这些组态有关的电偶极允许跃迁的谱线波长和跃迁概率.计算结果与最新的实验值做了对比分析, 表明本文计算结果是准确的. 研究发现, 波长40.92 nm的谱线, 属于3d⁹4s(¹D)4p²F_7/2–3d⁹ (²D)4s^{2 2}D_5/2 的跃迁谱线, 而不属于3d⁹4s (¹D)4p⁴D_7/2–3d⁹(²D)4s^{2 2}D_5/2 的跃迁谱线, 即上谱项能级为²F_7/2, 而不是⁴D_7/2. 关键词： Nb XIII离子 二电子激发组态 谱线波长 跃迁概率     

Dirac R-matrix calculations of photoionization cross sections of Ni XII and atomic structure data of Ni XIII

We performed R-matrix calculations for photoionization cross sections of the two ground state configuration 3s²3p⁵ (²P^o_3/2,1/2) levels and 12 excited states of Ni XII using relativistic Dirac Atomic R-matrix Codes (DARC) across the photon energy range between the ionizations thresholds of the corresponding states and well above the thresholds of the last level of the Ni XIII target ion. Generally, a good agreement is obtained between our results and the earlier theoretical photoionization cross sections. Moreover, we have used two independent fully relativistic GRASP and FAC codes to calculate fine-structure energy levels, wavelengths, oscillator strengths, transitions rates among the lowest 48 levels belonging to the configuration (3s²3p⁴, 3s3p⁵, 3p⁶, 3s²3p³3d) in Ni XIII. Additionally, radiative lifetimes of all the excited states of Ni XIII are presented. Our results of the atomic structure of Ni XIII show good agreement with other theoretical and experimental results available in the literature. A good agreement is found between our calculated lifetimes and the experimental ones. Our present results are useful for plasma diagnostic of fusion and astrophysical plasmas.     

钇镓石榴石中Tb3+到Ce3+的无辐射能量传递特征

在Y₃Ga₅O₁₂石榴石中,室温下采用紫外激光选择激发光谱研究了能量从Tb³⁺的⁵D₃和⁵D₄能级无辐射传递给Ce³⁺的²D_3/2能级。实验结果符合Frster-IH直接无辐射传递理论。⁵D₃(Tb³⁺)→²D_3/2(Ce³⁺)能量传递是电偶-偶极子相互作用机理,其平均临界传递距离为R₀=16.3?,而⁵D₄(Tb³⁺)→²D_3/2能量传递是起主导作用的电偶-偶极子相互作用,其平均临界传递距离为11.2?。在⁵D₄的传递过程中,电偶-四极子相互作用也应予以考虑。 关键词：     

Theoretical and experimental study of N(D) formation in nitrogen collisions with a metal surface

The dynamics of nitrogen collisions with metals partially covered by alkali atoms is studied both experimentally and theoretically. Our attention focuses on the formation of N⁻(¹D) metastable ions and their interaction with the surface. We present the electron energy spectra induced by slow collisions of N⁺ ions with partially cesiated Pd(111) surfaces under grazing incidence. These spectra display, as a function of Cs coverage, a sharp feature which is due to the autodetachment of N⁻(2p⁴, ¹D) to the N(2p³, ⁴S) ground state. Our calculations, performed with the coupled angular mode (CAM) method on the basis of the resonant electron exchange between the nitrogen atom in states of the 2p³ configuration and the metal surface, consistently explain how negative ions formed close to the surface can survive against electron loss to the metal during the outgoing trajectory and can later decay as free ions. In order to understand the alkali coverage dependence of the N⁻(¹D)-N(⁴S) peak intensity, the local character of the nitrogen interaction with the surface partially covered by adsorbate atoms has been taken into account.     

143,145Nd+4f45d6K9/2→(23229.991)o9/2跃迁超精细结构光谱

利用共线快离子束-激光光谱学方法测量了^143,145Nd⁺⁶K_9/2→(23229.991)^o_9/2跃迁的超精细结构光谱,得到了上、下能级的超精细相互作用常数.     

Hg~+离子5d~(10)6s ~2S_(1/2)→5d~96s~2 ~2D_(5/2)钟跃迁同位素位移和超精细结构的理论研究

本文首先在Dirac-Hartree-Fock近似下理论评估了Hg~+离子5d~(10)6s ~2S_(1/2)→5d~96s~2 ~2D_(5/2)钟跃迁的质量位移(mass shift, MS)和场位移(field shift, FS)在其同位素位移(isotope shift, IS)中的相对贡献,发现MS远小于FS而可以被忽略.在此基础上,通过系统地考虑该原子体系中主要的电子关联效应,计算了这条钟跃迁FS的精确值以及涉及到的上下两个能级的超精细结构常数,并得到了几种稳定汞同位素离子该跃迁的IS和超精细结构分裂.其中,计算的~(199)Hg~+和~(198)Hg~+离子之间的钟跃迁频率偏移与已有实验测量值相比误差为2%左右.最终,本文给出了汞离子7种常见同位素该谱线的绝对频率值,为实验上的谱线测量提供了有效的理论依据.     

THE 82S1/2→62D EXCITATION TRANSFER OF RUBIDIUM ATOMS INDUCED BY COLLISIONS WITH GROUND-STATE RUBIDIUM AND HYDROGEN MOLECULES

The processes of excitation transfer from the 8²S_1/2 state to the 6²D state of rubidium in Rb(8²S_1/2)-Rb(5²S_1/2) and Rb(8²S_1/2)-H₂ collisions have been studied experimentally. During irradiating the Rb vapor, mixed with H₂, by two light beams for selective stepwise excitation, the Rb 8²S_1/2→5²P_3/2 direct fluorescence and the Rb 6²D_3/2→5²P_1/2 sensitized fluorescence have been measured as a function of H₂ gas pressure. The measurements yielded the cross-sections σ(8²S_1/2→6²D) and σ^*(8²S_1/2→6²D) of Rb 8²S_1/2→6²D excitation tranfer induced by collisions with 5²S_1/2 atom and H₂ molecules respectively. The results are discussed in detail.     

共掺杂Ce~(3+)调控β-NaLuF_4:Yb~(3+)/Ho~(3+)纳米晶体的上转换荧光发射

在980 nm近红外光激发下,通过共掺杂Ce~(3+)离子调控六方相NaLuF_4:Yb~(3+)/Ho~(3+)纳米晶体的上转换荧光发射.实验结果表明,当掺杂Ce~(3+)离子浓度从0增加到12.0%时,Ho~(3+)离子的上转换荧光发射实现了由绿光向红光的转变,其红绿比提高了近24倍.根据Ho~(3+)离子的能级结构发现,Ho~(3+)离子的红光发射源自~5F_5能级到5I8能级的辐射跃迁,因此要增强红光发射,必须提高该能级粒子数布居.Ho~(3+)与Ce~(3+)离子之间相近的能级差促使它们之间产生了共振交叉弛豫,从而有效地提高了Ho~(3+)离子~5F_5能级的粒子数布居,增强了红光发射.同时对Ho~(3+)离子的上转换调控机理进行讨论,并借助不同的激发策略,进一步证实了Ho~(3+)与Ce~(3+)离子之间相互作用的发生.