载能离子与表面间的相互作用在等离子体物理、材料科学、化学、表面科学等多个领域均具有非常重要的意义。电荷交换作为离子-表面相互作用的一个重要分支,无论是在基础科研方面还是在应用技术领域均扮演着重要角色。通过散射离子不同电荷态的分布,我们不仅可以分析电荷交换过程中的相关物理机制,而且还可以间接地获取固体表面功函及电子结构的相关信息。在此基础上发展起来诸多表面分析技术。例如,低能离子散射谱技术(LEIS),次级离子质谱技术(SIMS)等。本论文进行了低能正、负离子在多种材料表面散射的电荷交换研究。其中包括两部分研究内容:一部分是低能Na~+离子在Au(111),Pd(111),Cu(111),Cu(110)表面散射的共振中性化研究;另一部分是低能F~-离子和Cl~-离子在水吸附的Cu(110)表面掠射的电荷交换研究。第一部分工作研究了0.16-5keV Na~+离子在不同散射条件下与Au(111),Pd(111),Cu(111),Cu(110)表面的电荷交换。对于Au(111)与Pd(111)两种高功函表面而言,我们惊奇地发现较高的中性化份额。整体来看,随着这四种表面的功函增大,能量依赖的中性化非单调趋势变得愈加明显。对于Cu(111)与Cu(110)而言,7°散射角时的能量依赖的中性化结果与135°以及53°散射角时的结果非常相似,均呈现出非单调的趋势。在53°散射角时,这四种表面的角度依赖结果均呈现出非单调的趋势。能量与角度依赖的非单调趋势的本质是相同的。基于BN模型的计算表明,在近距离作用过程中,位于费米能级以下的原子能级宽度与位置会导致较大出射能量时较高的中性化份额;较小出射能量情况下的中性份额可能与远距离处的中性化过程有关。对于出射角度依赖而言,近距离与远距离处的中性化竞争关系强烈依赖于表面功函。特别是较大的平行速度也会导致中性化份额增大。另一部分研究了8.5-22.5keV F~-离子与Cl~-离子在水吸附的Cu(110)表面掠射的电荷交换。实验结果表明,最终形成的正离子份额随垂直速度的增加单调上升,我们可以通过指数函数很好地描述该结果。但是,最终形成的负离子份额随碰撞速度的增大呈现单调上升趋势,这一现象并不能通过第一类平行速度效应来解释。这是因为在近距离处,较大的垂直能量抑制了负离子的产额,所以导致负离子只能在远距离处形成。此外,水解离吸附导致Cu(110)表面功函增大,而增大的表面功函促使第一类平行速度效应向第二类平行速度效应过渡。在计算中我们考虑了以上这些影响因素并取得了与实验数据符合较好的计算结果。