Theory of stimulated desorption of ions and neutrals

Summary To understand the electronic processes that occur during desorption, we must allow simultaneously for the intrinsic nonadiabatic character of electron states and for correlation-induced features like two-hole resonances. A recently proposed theory describes the Menzel-Gomer-Redhead and Knotek-Fiebelman mechanisms on equal footing and reveals a complex interplay of electronic and kinematic effects on the ion yield. Here, I wish to show how in the same scheme we can also obtain the yield of ions that have suffered (partial or total) re-neutralization in the course of desorption. Closed-form expressions for the relevant escape probabilities are given in terms of one-hole and two-hole Green’s functions. The surface molecule limit of the theory is worked out in detail assuming that the hopping parameters decay exponentially in time during desorption. It is shown that, in general, when a given species can be desorbed by different mechanisms, we can discriminate them experimentally by the energy and angular dependence of the yield.

---

Riassunto Per comprendere i processi elettronici che avvengono nel desorbimento, dobbiamo tener conto che gli stati hanno un carattere intrinsecamente non adiabatico. Allo stesso tempo, occorre includere gli effetti di correlazione, come, ad esempio, le risonanze a due buche. Una teoria recente consente una descrizione unificata dei meccanismi di Menzel-Gomer-Redhead e di Knotek-Feibelman; essa mostra che effetti elettronici ed effetti cinematici concorrono in modo complesso a determinare la resa di ioni. Qui si vuol far vedere come tale teoria consenta di ottenere la resa anche per le specie che subiscono una rineutralizzazione parziale o totale nel corso del desorbimento. Le probabilità che lo ione desorba nei vari stati di carica sono espresse in forma chiusa in termini delle funzioni di Green a una e due buche. Il limite della molecola superficiale è risolto in dettaglio nel caso in cui i parametri di salto decadono esponenzialmente nel tempo durante il desorbimento. Si trova che, quando diversi meccanismi portano al desorbimento di una stessa specie, è generalmente possibile distinguerli per le diverse dipendenze dall’energia cinetica e dagli angoli.

---

Резюме Чтобы понять электронные процессы, происходящие при десорбции, мы должны одновременно учитывать внутренний неадиабатический характер электронных состояний и особенности, подобные двухдырочным резонансам. Недавно предложенная теория описывает механизмы Менцеля-Гомера-Редхеда и Нотека-Фейбелмана и обнаруживает комплексное влияние электронного и кинематического эффектов на выход ионов. В рамках этой схемы мы хотим показать, как можно получить выход ионов, которые испытывают (частичную и полную) ренейтрализацию в процессе десорбции. Приводятся замкнутые выражения для соответствующих вероятностей вылета в терминах одно-дырочных и двух-дырочных функций Грина. Разрабатывается предел теории для молекулы на поверхности, предполагая, что параметры ?перепыгивания? экспоненциально затухают во времени в процессе десорбции. Показывается, что, когда заданный тип частиц может быть десорбирован за счет различных механизмов, мы можем дискриминировать их экспериментально, используя энергетическую и утловую зависимости выхода.