低能Xe~(29+)入射Au靶Au M-X射线的产生机制研究

测定了动能为400~600keV的Xe29+离子入射Au靶产生Au的M-X射线谱,获得了射线产额与离子入射动能的实验关系.从两体碰撞过程的能量与角动量守恒出发,推导出了低能Xe29+离子与Au原子碰撞过程中Au M-X射线产额与离子动能的理论关系.结果表明,在该能量范围内,射线产额的理论值与实验结果符合得较好.     

高电荷态离子129Xeq+激发Au表面产生的X射线谱

目的研究高电荷态离子129Xeq (q=28,29,30)入射金属Au表面产生的特征X射线谱。方法应用高电荷态离子束流激发。结果在束流强度小于139 nA条件下,单离子的X射线产额可达10-8量级,特征X射线的产额随入射离子的动能和势能(电荷态)的增加而增加。结论与传统的X射线产生方法不同,高电荷态离子可以激发重原子的内壳层特征X射线谱,其产额高,品质好。     

129Xeq+入射金属表面激发的X射线谱

用高电荷态离子¹²⁹Xe^q+ (q=25, 26, 27)轰击金属Au表面, 产生Au原子的特征X射线谱. 实验结果表明, 足够高的电荷态低速离子激发靶表面原子, 无需很强的束流强度(nA量级), 便可有效地产生重原子的特征X谱线(Au, Ma), 单离子X射线产额可达10^-8量级, 特征X射线的产额随入射离子的动能和势能(电荷态)的增加而增加. 通过Au原子Ma的特征X射线谱, 利用Heisenberg 不确定关系对Au原子的第N能级寿命进行了估算.     

高电荷态离子Ar~(q+)与Nb作用产生的X射线谱

利用光谱技术在超导离子源SECRAL上研究了10~20keV·q的Arq+(q=16,17)离子入射在金属Nb表面产生的X射线谱.实验结果表明,高电荷态Ar16+离子在金属表面中性化过程中存在着多电子激发,Ar16+的K壳层电子被激发产生空穴,级联退激发射Ar的Kα特征X射线.Ar空心原子的K层发射X射线的强度随入射离子的动能减弱,靶原子Nb的L层发射X射线强度随入射离子动能的增加而增强.Ar17+单离子的Kα-X射线产额比Ar16+单离子的Kα-X射线产额大3个数量级.     

高电荷态离子Arq＋与Nb作用产生的X射线谱

利用光谱技术在超导离子源SECRAL上研究了10～20keV．q的Arq＋（q=16,17）离子入射在金属Nb表面产生的X射线谱．实验结果表明,高电荷态Ar16＋离子在金属表面中性化过程中存在着多电子激发,Ar16＋的K壳层电子被激发产生空穴,级联退激发射Ar的Kα特征X射线．Ar空心原子的K层发射X射线的强度随入射离子的动能减弱,靶原子Nb的L层发射X射线强度随入射离子动能的增加而增强．Ar17＋单离子的Kα-X射线产额比Ar16＋单离子的Kα—X射线产额大3个数量级．     

高电荷态离子40Arq+与Au表面作用产生的X射线谱

利用光谱技术研究了高电荷态离子⁴⁰Ar^q+(q= 16, 17, 18)离子入射金属Au表面产生的X射线谱. 分析结果表明, Ar的Kα-X射线是离子在与固体表面相互作用过程中在固体表面之下形成的空心原子发射的. 当电子组态为1s²的高电荷态Ar¹⁶⁺离子在金属表面中性化过程中, 存在着多电子激发过程使Ar¹⁶⁺的K壳层电子激发产生空穴, 进而级联退激发射 Ar 的 Kα特征 X 射线. 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.     

H~(1+)和He~(2+)激发Au靶的M-X射线辐射

利用兰州重离子加速器国家实验室提供的H~(1+)和He~(2+)的离子束入射Au靶表面,测量了激发靶原子的M壳层特征X射线辐射.实验结果显示:靶原子的特征X射线M_α和M_ζ产额以及X射线产生截面随入射离子的动能增加而增加,实验获得X射线产生截面数值与利用BEA近似、PWBA模型以及ECPSSR理论估算的结果相比较大,实验截面随动能增加的趋势同PWBA模型估算的趋势较为接近.通过进一步分析,我们认为:当入射离子接近高Z靶原子时,由于高Z靶原子的M壳层电子束缚能相对较小,使靶原子产生双重离化和多重离化,荧光产额显著增强,使X射线产生截面增大.     

低速Xe~(q+)与Mo表面作用产生的Xe M X射线

利用Si(Li)探测器测定了动能350~600keV的Xe~(q+)(q=26,28,29,30)离子入射Mo表面发射的X射线谱.当q分别为28,29,30时,谱线中出现了峰位分别为1.572,1.592和1.611keV的射线,该射线是Xe~(q+)在Mo下表面形成的空心原子中性化过程发射的,射线峰位能量与离子电荷态、靶原子电子束缚能、探测器能量下限及Be窗衰减等因素有关.1.592keV附近X射线产额与离子动能无明显关系,但随离子M壳层空穴数目的增大显著增大.     

Xe~(30+)在Au下表面退激辐射的X射线谱

报导了1.0~3.0MeV的Xe~(30+)离子与1.0MeV的Xe~(26+)离子入射Au表面发射的X射线谱,考虑到探测器Be窗对射线的非均匀衰减,还原了1.0MeV的Xe~(30+)离子产生X射线谱。通过用经典过垒模型及两体碰撞模型的分析表明:动能1.0~3.0MeV的Xe~(30+)离子入射Au靶,下表面空心原子M壳层空穴退激发射了能量0.7~1.75keV的Xe M X射线,下表面空心原子N壳层空穴退激发射了能量0.5~0.7keV的Xe N X射线。     

在Xe~(q )(q=25,29)离子与Mo金属表面相互作用过程中离子动能及电荷态的作用

测量了Xe25 和Xe29 入射Mo金属表面发出的L壳层的X射线谱,观测入射离子动能范围在350～600keV之间的X射线强度.研究了X射线强度与入射离子动能及电荷态的关系,并给出了初步解释.     

~(40)Ar~(16 )入射金属表面的近红外光谱线发射

速度小于Bohr速度(vBhor=2.9×106m/s)的高电荷态离子40Ar16 (动能EK=150keV,速度v=8.5×105m/s)入射金属(Ni,Mo,Au和Al)表面,同时测量产生的Ar原子近红外光谱线和X射线谱.实验结果表明,低速高电荷态离子在金属表面俘获电子中性化,形成多激发态的Ar空心原子,空心原子退激辐射从近红外光谱线到X射线波段谱线,近红外光谱线辐射强度说明,低速高电荷态离子在金属表面中性化过程中,金属的功函数起着重要作用,进而验证了经典过垒模型.     

^40Ar^16＋入射金属表面的近红外光谱线发射

速度小于Bohr速度（vBhor=2．9×10^6m／s）的高电荷态离子^40Ar^16＋（动能EK=150keV,速度v=8．5×10^5m/s）入射金属（Ni,Mo,Au和Al）表面,同时测量产生的Ar原子近红外光谱线和X射线谱．实验结果表明,低速高电荷态离子在金属表面俘获电子中性化,形成多激发态的Ar空心原子,空心原子退激辐射从近红外光谱线到X射线波段谱线,近红外光谱线辐射强度说明,低速高电荷态离子在金属表面中性化过程中,金属的功函数起着重要作用,进而验证了经典过垒模型．     

Xe30+在Au下表面退激辐射的Ｘ射线谱

报导了1.0-3.0MeV的Xe₃₀₊离子与1.0MeV的Xe₂₆₊离子入射Au表面发射的X射线谱,考虑到探测器Be窗对射线的非均匀衰减,还原了1.0MeV的Xe₃₀₊离子产生X射线谱。通过用经典过垒模型及两体碰撞模型的分析表明：动能1.0-3.0MeV的Xe₃₀₊离子入射Au靶,下表面空心原子M壳层空穴退激发射了能量0.7-1.75keV的Xe M X射线,下表面空心原子N壳层空穴退激发射了能量0.5-0.7keV的Xe N X射线。     

40Ar10+轰击Al和Si固体表面形成的200 ~ 1000 nm光谱

报道了利用兰州重离子加速器国家实验室ECR离子源提供的高电荷态离子⁴⁰Ar¹⁰⁺入射到Al和p型Si表面所产生的Al, Si, Ar原子的200~1000 nm特征光谱的实验测量结果. 结果表明, 低速高电荷态离子与固体表面原子相互作用可有效地激发靶原子和靶离子的特征谱线, 而且由于发射二次电子的无辐射退激与辐射光子退激过程的竞争, 使得在p型Si表面上Ar原子的光谱强度总体大于在Al表面上的光谱强度.     

40Arq+离子入射金属表面形成的靶原子的特征光谱线

用动能一定而电荷态不同的⁴⁰Ar^q+(6≤q≤14)离子和动能不同的⁴⁰Ar⁶⁺离子分别轰击金属Al, Ti, Ni,Ta和Au表面, 以及分别用动能相同(150 keV)的¹²⁹Xe⁶⁺, ¹²⁹Xe¹⁰⁺和¹²⁹Xe¹⁵⁺轰击Ta表面, 靶原子受激辐射发出的200~1000 nm波段的特征光谱线的实验结果. 结果表明, 合适的弹靶组合(⁴⁰Ar¹²⁺轰击Al, ¹²⁹Xe⁶⁺轰击Ta表面)可使靶原子受激辐射的特征光谱的强度显著增强, 而靶原子受激辐射的强度与入射离子的动能没有强的关联.     

在Xe^q＋（q=25，29）离子与Mo金属表面相互作用过程中离子动能及电荷态的作用

测量了Xe^25＋和Xe^29＋入射Mo金属表面发出的L壳层的x射线谱,观测入射离子动能范围在350～600keV之间的x射线强度．研究了x射线强度与入射离子动能及电荷态的关系,并给出了初步解释．     

快D_2~ 和H_2~ 分子离子在碳膜中产生D~-和H~-负离子的产额测量

本文报告了几组Mev量级的D_2~ 、D~ 、H_2~ 和H~ 离子穿过各种厚度的自支撑薄碳膜产生D~-和H~-离子的产额测量结果。结果表明,负离子产额与入射离子的速度有关;在同一能量下D~ 和H~ 离子的负离子产额都与靶厚度无关。证实了快离子在固体中的电子俘获事件是在固体的后表面内发生的假设。在不同能量下,负离子产额不同,证实了电子俘获截面随入射粒子速度的增加而减小的结论。从分子离子在固体中的负离子产额随停留时间t_D的变化可以看出分子团效应的影响。     

电子碰撞K壳层电离截面的理论研究

基于相对论的电子离子碰撞的K壳层的电离截面理论,计算了原子C、Al、Ca、Ti、Cu、Ge、Mo、Ag、Au、Pb电子离子碰撞电离截面,并分析了其随入射电子能量和电子温度的变化趋势,所得的计算结果和其它理论值和近期的文献实验数值进行了比较,计算结果可为Kα光子产额与超热电子数额和能量模拟提供原子参数.     

He(Ar)低能FIB研磨Si薄膜的纳米孔洞溅射产额的计算

利用蒙特卡罗方法计算氦离子和氩离子在各种参数下(离子能量、入射角度)入射硅材料表面的溅射产额.计算了硅材料表面的溅射产额对离子数目、离子能量、入射角度与He离子和Ar离子的数量依赖关系,并对模拟结果进行分析.当入射离子数量为2000个,入射能量为3keV,入射角度为84°时,He离子产生的溅射产额最大值是1.30Atoms/ion;当入射角度为78°时,Ar离子产生的溅射产额最大值是8.91Atoms/ion.     

分子动力学研究SiC材料中的辐照损伤过程

利用分子动力学方法模拟了SiC材料的辐照损伤过程,对缺陷的产生规律以及电子能损的影响进行了研究。模拟中,SiC原子之间的作用势采用Tersoff经验势,入射离子采用了10keV的Si和200keV的Au。在200keV的Au原子入射的情况下,利用iontrack模型考虑了电子能损的效应。结果表明电子能损的影响主要体现在级联碰撞过程中移位原子的峰值的增大,对系统稳定后最后的缺陷数量影响不明显,缺陷对个数与核能损仍然保持幂函数的关系。