低能离子在金属及水吸附的Cu（110）表面散射的电荷交换研究

发布时间：2022-01-16 16:50

　　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,... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

载能离子和表面相互作用过程中引发的多种现象

研究生学位论文 低能离子在金属及水吸附的 Cu(110)表面散射的电。前，已经有大量的实验研究围绕碱金属离子与金属表面的。早在 1982 年，A. Algra 等人通过 2-10keV Li+、Na+、K+离子射实验发现，出射粒子由正离子与中性粒子这两种电荷态构mmy 等人通过 Na+、K+离子在 Al(111)表面掠射的电荷交换射后的中性粒子份额随入射速度平行分量的升高而单调下后的中性粒子份额与入射速度平行分量的依赖关系呈先升管如此，两种不同趋势却都可以通过移动的费米球模型（del）来解释[38]。1993 年，G. A.Kimmel 与 B. H.Cooper通离子在 Cu(001)表面的散射实验研究了原子-表面电荷交换用基于量子理论的RCT 模型对实验数据进行解释[39]。199人进行了 Li+、Na+、K+离子在 Al(111)表面掠射的共振中性射离子激发态对电荷转移过程的影响[40]。

该能级仍然位于 Ag(100)表面费米能级以下，此时共振中性化发生；而当 子进一步接近 Ag(100)表面时，Li(2s)电离能级将移动到 Ag(100)表面费米能上，此时共振电离发生。所以，随着 Li+离子入射速度的增大，其与 Ag(1面的作用时间也越短，俘获到的电子也相应越少，从而导致中性化份额下降然而，上述RCT 模型只考虑了金属表面功函，却忽视了表面具体电子结电荷转移过程带来的影响。尤其对具有复杂电子结构的过渡金属而言ellium like理论描述已无法合理解释高功函金属表面较高的中性粒子产额。. Canário 等人借助Wave packetpropagation理论[42]阐述了 Li+-Ag(100)体系非绝热电子转移过程[41]。在随后 Li+离子与高功函贵金属 Ag(111)，Au(111)u(111)表面的电荷交换研究中，他们通过(111)表面垂直方向上的 L 型带隙理论结合上述非绝热的电荷转移过程，合理解释了较高中性化份额的实验现象[4外，F. Bonetto 等人在 Li+离子与高定向热解石墨（HOPG）表面散射电荷交实验研究中，同样发现了异常偏高的中性化结果，并进一步揭示了表面具体结构对电荷交换过程的影响[44]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]利用扫描隧道显微镜研究水分子在Cu（110）表面的吸附与分解[J]. 庞宗强,张悦,戎舟,江兵,刘瑞兰,唐超.  物理学报. 2016(22)
[2]一台自制溅射负离子源的改进[J]. 王贤义,李正芳.  原子核物理评论. 1998(01)
[3]一维电阻阳极位置灵敏探测器的研制[J]. 徐克尊,陈向军,庞文宁,杨炳忻,张芳,田宝利.  核技术. 1994(09)
[4]溅射负离子源的最新发展[J]. 唐洪庆.  核技术. 1984(01)

博士论文
[1]非全裸离子—He、Ne、Ar原子碰撞中转移电离过程的研究[D]. 丁宝卫.兰州大学 2006

硕士论文
[1]低能负离子与水覆盖Si（111）表面散射中的共振电荷转移动力学研究[D]. 熊飞飞.兰州大学 2017
[2]低能负离子与高定向热解石墨（HOPG）表面散射的电荷交换研究[D]. 丁斌.兰州大学 2015



本文编号：3593065