高电荷态Xe q+ (4≤q≤23)离子与Ni、GaAs、MgOAl 2 O 3 表面作用中可见光发射的研究

发布时间：2023-03-27 17:31

　　高电荷态离子与固体表面相互作用中可见光发射是高电荷态离子与物质相互作用过程中的重要物理问题。基于中国科学院近代物理研究所320 kV高电荷态离子综合研究平台,我们搭建了高电荷态离子与固体表面相互作用中发射可见光的测量系统。在超高真空(5.5×10^-9 mbar)条件下,测量0.38 V_Bohr(V_Bohr为玻尔速度)Xe ^q+(4≤q≤23)离子与高纯金属Ni、半导体GaAs、绝缘体MgOAl₂O₃表面作用中发射的250-550 nm光谱,研究了在可见光发射过程中离子势能的作用。该研究对于深入认识高电荷态离子与物质相互作用机制和表面元素分析具有重要的科学意义和应用价值。Xe ^q+(4≤q≤20)离子与Ni表面相互作用发射的光谱涉及Ni I和Ni II谱线。溅射Ni原子发射的光子产额在q≤15时随入射离子电荷态增加而缓慢增加,在q≥15时随入射离子电荷态增加急剧增加;不同激发态Ni原子发射的谱线强度比值不因入射离子势能增加而变化。利用蒙...

【文章页数】：160 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 离子与固体表面作用发射可见光的研究
        1.1.1 离子与固体表面作用中发射可见光的分类
        1.1.2 离子与固体表面作用中发射可见光的特点
        1.1.3 离子与固体作用中靶原子的激发机制
    1.2 高电荷态离子与固体表面作用过程
        1.2.1 高电荷态离子与金属表面作用过程
        1.2.2 高电荷态离子与半导体表面作用过程
        1.2.3 高电荷态离子与绝缘体表面作用过程
第2章 低速高电荷态离子与固体表面作用的理论
    2.1 入射离子在固体表面形成激发态的过程
        2.1.1 离子与固体的相互作用势
        2.1.2 电子共振转移过程
        2.1.3 像电荷引起的动能增益
        2.1.4 经典过垒模型的应用
    2.2 溅射原子发射光子产额的计算
        2.2.1 溅射原子产额的计算
        2.2.2 溅射原子激发几率的计算
第3章 实验装置和方法
    3.1 离子的产生、加速、传输与监测
    3.2 靶室、样品和样品架
    3.3 光谱测量系统
    3.4 数据分析方法
第4章 实验结果与讨论
    4.1 Xe^q+(4≤q≤20)与Ni表面作用
        4.1.1 Xe^q+(4≤q≤20)与Ni表面作用发射的可见光谱
        4.1.2 谱线强度随入射离子电荷态的变化
        4.1.3 模拟结果与实验结果的对比
        4.1.4 离子与金属表面作用发射可见光过程中势能的作用
    4.2 Xe^q+(6≤q≤23)与GaAs表面作用
        4.2.1 Xe^q+(6≤q≤23)与GaAs表面作用发射的可见光谱
        4.2.2 谱线强度随入射离子电荷态的变化
        4.2.3 离子与半导体表面作用发射可见光过程中势能的作用
    4.3 Xe^q+(6≤q≤20)与MgOAl₂O₃ 表面作用
        4.3.1 Xe^q+(6≤q≤20)与MgOAl₂O₃ 表面作用发射的可见光谱
        4.3.2 谱线强度随入射离子势能的变化
        4.3.3 离子与绝缘体表面作用发射可见光过程中势能的作用
第5章 结论与展望
参考文献
致谢
作者简介及攻读博士学位期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3772559