離子團與固體材料相互作用機理的研究.pdf

1、該文主要研究了快速分子離子和離子團與固體材料的相互作用機理,建立了一個自洽的模型模擬了離子團的庫侖爆炸和多重散射過程.采用線性介電響應理論求出離子團組成離子之間的非對稱的動力學相互作用勢,利用Brandt-Kitagawa理論由相互作用勢得出每個離子的電荷態(tài),此時的電荷態(tài)受尾流效應影響與孤立離子的電荷態(tài)呈現(xiàn)出明顯不同.借助于離子之間的相互作用力,通過求解牛頓運動方程模擬離子團的庫侖爆炸過程,得到離子團中每個離子在各時刻的位置和速度.同時

2、還采用Monte Carle方法模擬了離子團的多重散射過程.對于每個穿行時間步長,判斷離子團中離子是否與固體材料中的原子核發(fā)生碰撞,如果發(fā)生碰撞,則離子的運動速度發(fā)生改變,發(fā)生碰撞后的離子速度為下一步求解庫侖爆炸過程時的離子速度.這種理論模型既描述了固體材料中電子氣成份對在其中運動的離子團的影響,也考慮了靶材料中原子核與離子團中離子發(fā)生碰撞造成的多重散射效應,因此可以比較系統(tǒng)真實地再現(xiàn)離子團簇與固體材料的相互作用過程.我們先研究了快速雙

3、原子分子離子在固體中的庫侖爆炸過程,進而推廣到大的離子團,如C<,20>,C<,60>.對于大離子團,同時考慮了庫侖爆炸和多重散射效應.通過研究我們發(fā)現(xiàn):尾流效應使離子團中離子的電荷態(tài)呈現(xiàn)出非對稱性,隨在固體中的穿行時間而振蕩,最終趨于孤立離子的電量.離子團的庫侖爆炸在運動方向上也顯示出明顯的非對稱性,而多重散射使得原本在運動方向上軸對稱的離子團也不再對稱,并對離子團的庫侖爆炸過程起阻礙作用.離子團的能量損失率隨時間單調遞減,最終趨近于