【摘 要】
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该文主要研究了快速分子离子和离子团与固体材料的相互作用机理,建立了一个自洽的模型模拟了离子团的库仑爆炸和多重散射过程.采用线性介电响应理论求出离子团组成离子之间的
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该文主要研究了快速分子离子和离子团与固体材料的相互作用机理,建立了一个自洽的模型模拟了离子团的库仑爆炸和多重散射过程.采用线性介电响应理论求出离子团组成离子之间的非对称的动力学相互作用势,利用Brandt-Kitagawa理论由相互作用势得出每个离子的电荷态,此时的电荷态受尾流效应影响与孤立离子的电荷态呈现出明显不同.借助于离子之间的相互作用力,通过求解牛顿运动方程模拟离子团的库仑爆炸过程,得到离子团中每个离子在各时刻的位置和速度.同时还采用Monte Carle方法模拟了离子团的多重散射过程.对于每个穿行时间步长,判断离子团中离子是否与固体材料中的原子核发生碰撞,如果发生碰撞,则离子的运动速度发生改变,发生碰撞后的离子速度为下一步求解库仑爆炸过程时的离子速度.这种理论模型既描述了固体材料中电子气成份对在其中运动的离子团的影响,也考虑了靶材料中原子核与离子团中离子发生碰撞造成的多重散射效应,因此可以比较系统真实地再现离子团簇与固体材料的相互作用过程.我们先研究了快速双原子分子离子在固体中的库仑爆炸过程,进而推广到大的离子团,如C<,20>,C<,60>.对于大离子团,同时考虑了库仑爆炸和多重散射效应.通过研究我们发现:尾流效应使离子团中离子的电荷态呈现出非对称性,随在固体中的穿行时间而振荡,最终趋于孤立离子的电量.离子团的库仑爆炸在运动方向上也显示出明显的非对称性,而多重散射使得原本在运动方向上轴对称的离子团也不再对称,并对离子团的库仑爆炸过程起阻碍作用.离子团的能量损失率随时间单调递减,最终趋近于孤立离子的能量损失,表明尾流效应逐渐减弱,随着离子间距离的增大,离子间干扰逐渐消失,多重散射效应增加了离子团的能量损失.
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