化合物和合金中离子投影射程分布矩的计算(Ⅱ)——轻离子(Z1≤10)的射程分布矩

本文根据离子在固体材料中电子阻止截面的实验资料,给出了低能Li⁺,Be⁺,B⁺,C⁺,N⁺,O⁺,F⁺,Ne⁺等离子在固体中电子阻止截面S_e的经验公式。这些经验公式既能够很好地反映电子阻止本领的Z₁和Z₂振荡、又能正确地给出S_e随离子能量E的变化关系。用这种以实验为基础的S_e经验公式和符合于WHB势的核散射函数,计数了从H⁺到Ne⁺十种轻离子在非晶Al₂O₃,SiO₂,20/25/Nb不锈钢,LiNbO₃和UO₂等材料中的投影射程分布的一次至三次矩。将计算值与近几年的实验测量及其他人的计算结果进行了比较,在低能端,我们计算的平均投影射程R_p与实验符合得更好。 关键词：     

低速离子在固体中的电子阻止截面

在均匀电子气模型和微扰极限成立的条件下,给出了低迷离子在固体中的电子阻止截面公式。结果表明,低迷离子的电子阻止本领可以表示成只与入射离子性质有关的因子和只与材料性质有关的因子的乘积。这种简化阻止函数的形式被推广到一般的固体材料,从而得出相同速度的离子之间的有效电荷比基本与靶材料无关的结论。给出了一套计算重离子与氢离子有效电荷比的经验公式,由实验资料确定了公式中的参数。采用此有效电荷比公式以及低速氢离子的电子阻止截面数据,很容易计算出低速重离子的电子阻止截面。与实验比较表明,我们给出的公式能很好地描写实验上发现的Z_1和Z_2振荡,而且在实验误差范围内,能很好地描写电子阻止截面S_e随离子能量的变化关系。     

低速离子在固体中的电子阻止本领

本文介绍了低速离子在固体材料中电子阻止本领的理论发展情况。着重介绍了有效电荷理论和根据有效电荷理论,由氢离子在材料中的电子阻止截面标度各种重离子在同种材料中电子阻止截面的方法。 用电导理论导出了低速离子贯穿价电子气的阻止截面公式,并给出了一套有效电荷比的经验公式。利用这套公式求得的电子阻止截面Se的值,既符合实验上发现的Se随z_1或z_2振荡的规律,又符合Se随入射离子能量的变化关系。     

低速离子在固体中的电子阻止本领

本文介绍了低速离子在固体材料中电子阻止本领的理论发展情况。着重介绍了有效电荷理论和根据有效电荷理论,由氢离子在材料中的电子阻止截面标度各种重离子在同种材料中电子阻止截面的方法。 用电导理论导出了低速离子贯穿价电子气的阻止截面公式,并给出了一套有效电荷比的经验公式。利用这套公式求得的电子阻止截面Se的值,既符合实验上发现的Se随z_1或z_2振荡的规律,又符合Se随入射离子能量的变化关系。     

化合物和合金中离子投影射程分布矩的计算(Ⅰ) 重离子(Z_1>10)的射程分布矩

本文采用改进了的核散射函数计算了12种离子在非晶Al_2O_3,SiO_2,20/25/Nb不锈钢、UO_2和LiNbO_3等材料中的投影射程分布一次至三次矩。给出了能量范围从5keV至1MeV的离子在上述材料中的理论计算结果。将计算值与近几年的实验测量结果及Gibbons等人和Winterbon的理论计算进行了比较。结果表明,我们得到了与实验符合得更好的理论值。 文中较详细地介绍了化合物和合金材料中射程分布矩的计算方法,并对改进计算精度等问题进行了简要的讨论。     

利用离子输运的标度特性计算离子在固体中的射程分布

利用低能轻离子在固体中的输运量可近似由离子标度输运截面单值描述这一标度特性,取得了计算低能轻离子在重靶中射程分布的普适公式,具体地,在用离子输运双群模型计算得到射程分布前四阶矩后,建立这些与标度输运截面之间的近似单值对应关系,在此基础上,拟合得到计算射程分布的前四阶矩以及射程分布的公式.通过与实验值和MonteCarlo计算结果的比较,检验了本文给出的普适公式.利用本文的结果可以较好描述低能轻离子在固体中的射程分布,同时又有很高的计算效率. 关键词：     

化合物和合金中离子投影射程分布矩的计算(Ⅰ)——重离子(Z1>10)的射程分布矩

本文采用改进了的核散射函数计算了12种离子在非晶Al₂O₃,SiO₂,20/25/Nb不锈钢、UO₂和LiNbO₃等材料中的投影射程分布一次至三次矩。给出了能量范围从5keV至1MeV的离子在上述材料中的理论计算结果。将计算值与近几年的实验测量结果及Gibbons等人和Winterbon的理论计算进行了比较。结果表明,我们得到了与实验符合得更好的理论值。文中较详细地介绍了化合物和合金材料中射程分布矩的计算方法,并对改进计算精度等问题进行了简要的讨论。 关键词：     

低能轻离子输运的单参数描述

低能离子输运的一个重要特点是它有可能被一个简单的参数所确定，我们发现离子的标度输运截面即是具有这种重要性质的参数。这种单值对应关系反映了不同能量的不同靶一离子的组合在输运上的内在相似性。本文给出了标度输运截面的定义，讨论了此标度参数标定离子输运行为的理论依据。同时通过应用离子输运双群模型所作的大量计算检验了单参数标定离子输运行为这一结论。最后给出以标度输运截面为自变量的离子反射系数和平均投影射程的经验公式。 关键词：     

Ne~+离子和Ar原子碰撞过程中激发态的研究

在离子Ne~+和原子Ar碰撞过程的研究中,测量了NeⅠ、NeⅡ的发射截面,以及ArⅠ、ArⅡ发射截面,并把本实验结果同Ne~+离子和He原子碰撞体系进行了比较,发现本实验得到的发射截面大得多,而且入射离子Ne~+的速度在0.37～0.55原子单位范围内,这个差别随入射离子速度的增加而增大。     

类氦离子的KLL双电子复合过程的相对论理论研究

在相对论多组态Dirac-Fock理论基础上，发展了计算双电子复合截面的程序.并以类锂C³⁺，Ar¹⁵⁺，Kr³³⁺和U⁸⁹⁺等离子为例，详细计算了共振双激发态1s2l2l′的辐射衰变率、Auger衰变率及相应的双电子复合截面.对于C⁴⁺，Ar^l6+和Kr³⁴⁺离子的结果与已有的计算和实验结果都能很好地符合；对于U⁹⁰⁺离子，则重点 关键词： 双电子复合 截面 MCDF     

电子阻止本领S_e(E)的z振荡及其计算

本文应用Hartree-Fock-Slater势能代替Thomas-Fermi势能,得出电子阻止本领S_e(E)的归一化关系式;同时,结合有效原子序数概念,得出能量对S_e(E)影响的关系式,利用前一关系式,定量计算了S_e(E)随离子和靶原子的原子序数z变化的振荡关系,计算结果与实验值相当符合,利用后一关系式,定量计算了多种离子-靶体系的S_e(E),与文献[1]的关系式比较,本文结果更好地符合实验值,而且有更广的能量适用范围。     

晶格原子间非简谐相互作用对离子注入的影响

本文用经典力学中推广的朗之万方程研究了离子注入中入射离子与固体的相互作用。在计入晶格原子间的非简谐力相互作用的情况下,得到了入射离子与靶原子之间的能量交换,靶原子对入射离子的核阻止本领和入射离子在靶中的投影射程分布,同时还讨论了入射离子激发的固体声子谱对核阻止的影响。将以上所得结果在低能范围与TRIM88的计算结果进行了比较,二者符合较好。 关键词：     

注入离子在无定形固体靶中投影射程分布的统计特性

用基于两体碰撞近似的动态蒙特-卡罗模拟方法和Boltzmann输运方程近似解法,研究注入离子在无定形固体靶中投影射程分布的统计特性.讨论注入物理参数对表征射程统计分布的平均投影射程、分布的标准偏差、偏度和峰度等的影响.计算结果与有关实验数据比较符合得较好. 关键词：     

Ne~+离子和He原子碰撞过程中激发态的研究

在Ne~+和He碰撞过程的研究中,测量了NeⅠ、NeⅡ以及HeⅠ主量子数3～4的单态和三重态的发射截面。实验证明:此碰撞体系存在着两种激发过程,一种是电子俘获激发过程,另一种是直接激发过程,即电子组态重新排列激发过程。入射离子Ne~+的实验室能量范围为70～150KeV°     

强扰动区C~(q+)离子与He原子碰撞中有效电荷研究

本文利用经典过垒电离模型(Class Over Barrier Ionization)处理100-400ke V/amu强扰动区(q/v1)的不同价态非全裸离子Cq+(q=1-4)与全裸离子H1+,He2+,Li3+与He原子碰撞过程.发现相同价态下,全裸离子的双单电离截面比R21明显低于非全裸离子,原因在于两者的电子结构明显不同.非全裸离子的外壳层电子在碰撞过程中会有一定几率过垒,这在以往的研究中并未考虑.利用模型计算结果与实验数据的比对,估计入射离子第二有效电荷,最终确定入射离子在电离过程中的第一和第二有效电荷.     

中等光强纳秒激光电离苯团簇产生多价碳离子的数值模拟和实验研究

飞秒强激光与团簇相互作用产生多价离子的现象已被广泛报道,然而近期多个研究小组发现当功率密度低至1010W/cm2的纳秒激光照射团簇时,同样也观察到了多价离子的存在.虽然可以用"多光子电离引发-逆韧致吸收加热-电子碰撞电离"电离机理对这种现象进行解释,但是缺乏相应的数值模拟.建立了一个简化的数值模型,根据有质动力势Up计算团簇内电子能量,再由Lotz公式计算出相应的电离截面,最后由动力学反应速率方程计算出团簇内多价碳离子随时间的演变.详细分析了团簇尺寸、电子密度等关键参数对多价离子产生的影响.数值模拟结果表明:团簇电离在小于0.7 ns时间尺度内完成,C2+,C3+和C4+多价离子强度达到平衡后,离子相对强度由大到小依次为C2+,C3+,C4+,这与实验结果相一致;多价离子的价态随着团簇尺寸的增加而升高,半径为5.6 nm的苯团簇比半径为3 nm的苯团簇更容易产生高价态的离子,这也与实验结果相一致.     

低和中等电离度离子的电子碰撞电离截面的扭曲波计算

利用扭曲波Born交换近似方法计算了Ne⁺，…，Ne⁶⁺的电子碰撞电离截面，计算结果同实验和其他理论结果相一致.为满足实际应用需要，给出了高精度的拟合公式.还讨论了扭曲波Born交换近似方法对低电离度离子的适用性以及交换势的引进对计算结果的影响. 关键词：     

反冲原子对低速离子轰击Si表面时电子发射产额的影响

在兰州重离子加速器国家实验室电子回旋共振离子源高电荷态原子物理实验平台上,用低能(0.75keV/u≤EP/MP≤10.5keV/u,即3.8×105m/s≤vP≤1.42×106m/s)He2+,O2+和Ne2+离子束正入射到自清洁Si表面时二次电子发射产额的实验结果.结果表明电子发射产额γ近似正比于入射离子动能EP/MP.在相同动能下,γ(O)γ(Ne)γ(He),对于原子序数ZP比较大的O2+和Ne2+离子,ZP大者反而γ小,这与较高入射能量时的结果截然不同.通过计算不同入射能量下入射离子的阻止能损S,发现反冲原子对激发二次电子的作用随入射离子能量的降低显著增大,这正是导致在较低能量范围内二次电子发射产额与较高入射能量时存在差异的主要原因.     

反应窗理论的适用性研究

基于低能离子与原子碰撞的分子库仑过垒模型，简要描述了与入射离子速度相关的反应窗理论.根据这一理论，计算了不同碰撞速度时O⁸⁺-H，Ar⁸⁺-H，Ar⁸⁺-He，Ne¹⁰⁺-He及Ar¹⁸⁺-He等碰撞体系单电子俘获过程的微分截面，还计算了碰撞速度为0.53 a.u.时¹⁵N⁷⁺-Ne碰撞体系单电子、双电子及三电子俘获过程的微分截面，并与他人的实验结果作了比较.研究发现，反应窗理论预言的末态电子分布与实验结果符合较好.理论和实验研究表明，随着碰撞速度的增加反应窗变宽；反应窗理论所预言的微分截面，当Q值较小时比实验结果偏大，当Q值较大时比实验结果偏小. 关键词： 反应窗理论 态选择微分截面 分子库仑过垒模型 离子与原子碰撞     

中低能速度能区离子与H,He原子碰撞中的经典电子俘获截面

Bohr-Lindhard模型被用来描述中低能速度能区离子—原子碰撞中的经典电子俘获过程。根据离子与原子的作用时间与碰撞参数的关系,建立俘获几率对碰撞参数的依赖性,碰撞参数范围被限定在俘获半径之内。在该模型的框架内,人们试图通过电子的空间分布函数来研究所有碰撞参数的贡献,但存在较为复杂的数值计算。基于Bohr-Lindhard模型,本工作提出通过简单的指数衰减函数来描述电子俘获几率对碰撞参数的依赖性,计算了Aq+(q = 2~6)-H碰撞中的单电子俘获截面和Aq+(q = 3~6)-He碰撞中的双电子俘获截面,计算结果与已有实验数据符合很好,很好地描述了低能和中能区的电子俘获截面随能量和电荷态的变化,该工作还可计算其他不同电荷态离子与He和H靶的电子俘获截面。