本文關(guān)鍵詞：高電荷態(tài)離子與固體相互作用中特征及非特征X射線的實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：本論文的主要工作是測(cè)量高電荷態(tài)離子與材料相互作用過(guò)程中的光發(fā)射。通過(guò)該測(cè)量可獲得離子-材料相互作用的微觀過(guò)程。因此,選擇合適的離子和靶材料,則可模擬空間中光發(fā)射,進(jìn)而推斷太空中光產(chǎn)生機(jī)制,并為天體物理、空間等離子體物理等提供重要研究數(shù)據(jù)。本論文實(shí)驗(yàn)首先測(cè)量了1500-3500 keV不同電荷態(tài)Xeq+(q=12、15、17、19、21、23、26、29)離子與Zn靶相互作用過(guò)程中X射線的發(fā)射。實(shí)驗(yàn)中,同時(shí)觀察到了特征X射線和非特征X射線的發(fā)射。當(dāng)入射離子電荷態(tài)小于29時(shí),實(shí)驗(yàn)中主要觀察到了束流離子的特征X射線(Ll、Lα、Lβ1、Lβ2和Lγ)、輻射俄歇效應(yīng)峰以及來(lái)自瞬態(tài)準(zhǔn)分子的M殼層分子軌道X射線帶。特征X射線的產(chǎn)生截面(σcha)、分子軌道X射線的產(chǎn)生截面(σMO)以及兩者之間的比值(σcha/σMO)都隨著入射能量的增加而增加。這意味著特征X射線和分子軌道X射線的產(chǎn)生具有相互競(jìng)爭(zhēng)性,造成這一現(xiàn)象的原因是兩者共享Zn 2p空位。隨著電荷態(tài)的變化,特征X射線、輻射俄歇效應(yīng)峰以及準(zhǔn)分子軌道X射線的截面均沒(méi)有太大變化。另外,實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn),分子軌道X射線的半高寬在0.9-1.32 keV能量范圍內(nèi),且隨入射速度的平方根成線性變化。當(dāng)入射離子電荷態(tài)為29時(shí),與分子軌道X射線能量范圍相同的區(qū)域內(nèi),出現(xiàn)了幾條新的“分裂”譜。這是首次在實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到這一現(xiàn)象。本論文分析表明,當(dāng)入射離子電荷態(tài)為29時(shí),其有效躍遷范圍的縮小導(dǎo)致了這一現(xiàn)象。其次,測(cè)量了Cu9+離子與Zn靶的相互作用,在該碰撞中,同時(shí)測(cè)到了束流離子和靶原子的K殼層特征X射線線。兩者的同時(shí)出現(xiàn)給出了K殼層空位在碰撞體之間分配的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。通過(guò)總實(shí)驗(yàn)電離截面與不同理論截面的對(duì)比,得到了初始K殼層空位的形成機(jī)制。最后,通過(guò)測(cè)量410 keV Xeq+(q=10、13、15、17、21)離子與Al靶相互作用過(guò)程中發(fā)射的可見(jiàn)光,進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了低能高電荷態(tài)離子自身與靶材的相互響應(yīng)過(guò)程。實(shí)驗(yàn)中,在300-500 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi),測(cè)量到了包括靶原子退激和中性化Xe+離子譜線在內(nèi)的七條光譜。此外,還發(fā)現(xiàn)光譜強(qiáng)度隨著電荷態(tài)的增加而增加。分析表明,在電荷態(tài)小于臨界電荷態(tài)時(shí),實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合逐次經(jīng)典過(guò)壘模型。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：O56;O434.1

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本文編號(hào)：1270383