2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、本文研究了載能離子團(tuán)簇以不同入射速度在幾種金屬氧化物(Al2O3,SiO2)中穿行時發(fā)生的庫侖爆炸過程。離子團(tuán)在固體中穿行時受到兩個方面的作用,庫侖勢使得離子團(tuán)炸開,而電子氣受激發(fā)產(chǎn)生的感應(yīng)勢會減緩爆炸過程。在我們的工作中采用了介電響應(yīng)理論并結(jié)合Abril和Arista提出的實(shí)驗(yàn)參數(shù)擬合的介電函數(shù)來描述離子周圍的空間感應(yīng)勢。這種介電函數(shù)是由一系列Mermin型介電函數(shù)線性疊加得到的,擬合參數(shù)由在光學(xué)極限(k=0)處的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出。相比于

2、其他介電函數(shù)其優(yōu)勢在于它能夠適用于離子速度較低和在不同介質(zhì)中運(yùn)動的情況。與庫侖勢不同,感應(yīng)勢在空間中的分布是非對稱的,形成所謂尾流效應(yīng)。由離子間相互作用勢并結(jié)合BrandtKitagawa有效電荷模型,我們可以自洽地確定出團(tuán)簇中組成離子的電荷態(tài)。得到離子間相互作用勢和離子電荷態(tài)之后,就可以通過求解運(yùn)動方程來得出離子團(tuán)中組成離子在每一時刻的位置和速度,從而模擬載能離子團(tuán)庫侖爆炸隨時間演化的細(xì)節(jié)。在我們的研究中,還考慮了多重散射效應(yīng)對爆炸過

3、程的影響,我們認(rèn)為多重散射只對離子的運(yùn)動速度產(chǎn)生影響,并建立了一個由三個隨機(jī)變量(自由程、軸向和徑向偏轉(zhuǎn)角)描述的多重散射模型。將這一模型通過時間步長與前面的庫侖爆炸過程相結(jié)合,利用MonteCarlo方法模擬了多重散射效應(yīng)對爆炸過程的影響。 利用Mermin型介電函數(shù),我們將研究范圍拓展到金屬氧化物靶材和低速入射領(lǐng)域。在我們的工作中,首先從簡單的平面結(jié)構(gòu)的B3+、B4+團(tuán)簇開始研究,并逐步擴(kuò)展到球狀的C20。工作的重點(diǎn)放在金屬

4、氧化物靶材以及低速入射的情況,并將結(jié)果同高速情況進(jìn)行了對比。 通過研究我們發(fā)現(xiàn),在高速條件下,由于尾流效應(yīng)的作用,離子團(tuán)中的離子電荷態(tài)呈現(xiàn)非對稱性,尾隨離子的電荷態(tài)表現(xiàn)出明顯振蕩,離子團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)也呈現(xiàn)出非對稱性,沿運(yùn)動方向炸開較快,球狀的C20在穿行一段時間后變成筒狀結(jié)構(gòu),尾流效應(yīng)隨著離子間距拉開而減弱。隨著入射速度的降低,尾流效應(yīng)變得不明顯,離子電荷態(tài)趨近于孤立離子,團(tuán)簇結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)對稱性,隨機(jī)碰撞成為影響團(tuán)簇結(jié)構(gòu)的主要因素。

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