（粒子物理与原子核物理专业论文）低速高电荷态离子在非晶态靶上散射的计算机模拟.pdf

摘要 随着各种测量方法的应用和探测技术的提高，近年来各种离子源，如e c r i s ( e l e c t r o nc y c l o t r o nr e s o n a n c ei o ns o u r c e ，电子回旋共振离子源) 、e b i s ( e l e c t r o n b e a mi o ns o u r c e ，电子束离子源) 、e b i t ( e l e c t r o nb e a mi o nt r a p ，电子束离子 阱) 源等原则上能提供任意高电荷态的离子，这允许我们开展高电荷态离子的研 究工作，而在以前只有在宇宙中或者实验室里高温等离子体内才存在这种离子。 高电荷态离子目前应用很广泛，在原子结构、核结构的研究和验证、相对论、 量子电动力学、基本粒子物理的研究和检验以及对天体、核聚变等各类等离子体 的研究和诊断都有着重要的作用。关于低速高电荷态离子同表面作用也成为其中 很重要的研究工作，可以更好的了解表面结构、探索新的结构改性方法和相关纳 米技术的研究发展。 本论文参考处理低能高电荷态离子同表面相互作用过程中广泛采用的经典 过垒模型来处理入射离子轨道能级上电荷转移的变化和对入射离子运动状态的 影响，并对这个过程设计相关程序通过计算机进行模拟。此外，针对高电荷态离 子穿透非晶态靶物质的碰撞散射过程中，考虑到电子云屏蔽的影响，引入屏蔽库 仑势能，在很难得到解析描述的情况下，通过编写算法计算散射截面及能量分布， 并对模拟结果进行分析讨论。 本论文的内容分为以下几个章节：第二章简单说明当前h c i 同表面作用的研 究方向；第三章详解介绍c o b m 理论及相关知识；第四章是有关h c i 在靶内， 同靶原子中的电子和靶核相互作用相关理论；第五章简单介绍通用的几种模拟计 算方法和程序：第六章具体阐述本论文中关于s h c i 在表面上和靶内模拟程序设 计的思想和理论；第七章给出模拟结果及相关讨论：第八章是本论文研究工作的 总结。 关键词：高电荷态离子中空原子经典过垒模型屏蔽库仑势能 a b s t r a c t w em a yn o w g e ta i lk i n d so fi o n sw i t ha n yc h a r g es t a t e st h r o u g hi o ns o u r c e s ， s u c ha se c r i s 、e b i s 、e b i t , d u et ot h ea p p l i c a t i o no fe f f e c t i v em e t h o d sa n d i m p r o v e m e n to fd e t e c t i v et e c h n i q u e t h i sa l l o w st l st od om o r er e s e a r c ho nh i 曲l y c h a r g e di o n s ，w h i c hw e r eo n l yt ob ef o u n di nu n i v e r s eo ru l t r at e m p e r a t u r ep l a s m ao f l a b h i g h l yc h a r g e di o n sh a v eb e e nu s e do nt h ei n v e s t i g a t i o no fs t r u c t u r eo fa t o m a n dn u c l e u s ，s t u d yo nt h et h e o r yo fr e l a t i v i t y ，q u a n t u me l e c t r o d y n a m i c sa n dn u c l e a r p h y s i c s b e s i d e sw ec a r l d os o m e w o r ko na s t r o p h y s i c s t h ei n v e s t i g a t i o no f i n t e r a c t i o nb e t w e e ns l o wh i g h l yc h a r g e di o n sa n ds u r f a c eh a sb e e ni m p o r t a n tt od e a l w i t ht h es t r u c t u r eo fs u r f a c ea n dl l a n o t e c h n i q u e i nt h i st h e s i sw ed e s i g nt h ep r o g r a mt os i m u l a t et h ep r o c e s sw h e ns l o wh i 【g h l y c h a r g e di o n sa p p r o a c ht h es u r f a c eb a s e do nt h ec o b m i nt h ec a s eo fi o n sg ot h r o u g h t h en o n c r y s t a lt a r g e t ，w eu s e dt h ep r o g r a mt oc a l c u l a t et h es c a t t e r i n gc r o s ss e c t i o n a n ds p e c t r u mo fs c a t t e r e di o n 、 t h ep l a no ft h i st h e s i si sa sf o l l o w s i nt h ep a r t0 ff o r e w o r d ，w ei n t r o d u c et h e r e s e a r c hc o u r s ea n dp h y s i c a lp i c t u r eo ft h ei n t e r a c t i o nb e t w e e ns l o wh i g h l yc h a r g e d i o n sa n ds u r f a c e s e v e r a li n v e s t i g a t i o na s p e c t sa r er e v i e w e di ns e c i i i ns e c i i i ，w e e x p l a i nt h et h e o r yo fc o b m i nd e t n l a n dt h et h e o r ya b o u tt h ei n t e r a c t i o nb e t w e e n h i g h l yc h a r g e di o n sa n dt h ee l e c t r o n si nt h et a r g e ti sd i s c u s s e di ns e c i v s o m em o s t p o p u l a rp r o g r a m sd e s i g n e dt oc a l c u l a t et h ec o r r e l a t i v ei n f o r m a t i o na r er e v i e w e di n s e e v t h ei d e aa n ds i m p l et h e o r yt od e s i g nt h ep r o g r a mo ft h i st h e s i sa r eg i v e ni n s e e v i i ns e c w es h o wt h e s i m u l a t i o nr e s u l ta n dd os o m ea n a l y s i sa n dd i s c u s so n i t t h el a s tp a r ti st h es u m m a r i z eo f t h i st h e s i s k e y w o r d s ：h i g h l yc h a r g e di o n s ，h o l l o wa t o m ，c o b m ，s c r e e n e dc o u l o m bp o t e n t i a l 原创性声明 本人郑重声明：本人所呈交的学位论文，是在导师的指导下 独立进行研究所取得的成果。学位论文中凡引用他人己经发表或未发 表的成果、数据、观点等，均己明确注明出处。除文中已经注明引用的 内容外，不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成 果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均己在文中 以明确方式标明。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：蛆日期： 又口b 厶 关于学位论文使用授权的声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归 属兰州大学。本人完全了解兰州大学有关保存、使用学位论文的规定， 同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版， 允许论文被查阅和借阅；本人授权兰州大学可以将本学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存和 汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该论文直接相 关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为兰州大学。 保密论文在解密后应遵守此规定。 论文作者签名：期：澍j 。l 兰州大学硕士学位论文 引言 近二十年来，随着各种能谱测量方法( 如：激光光谱、x 射线光谱、同步 辐射光谱、电子能谱、离子能谱等) 的广泛应用和粒子探测技术( 如：能谱仪、 同步辐射、快电子学、多道幅度和时间测量技术、计算机技术等多种手段) 的不 断发展，人们对普通离子的研究有了长足的进步，但是对于高电荷态离子( h i g h l y c h a r g e di o n ，简称h c i ) 的研究还处于发展阶段。 通过h c i 可开展的工作相当广泛，如利用低温e b i t 装置出色的光源特性， 以高精度光谱学为手段，研究h c i 涉及的基础物理问题，诸如相对论效应研究、 强场中q e d 效应研究以及核物理和原子物理交叉学科的基础研究；利用低温 e b i t 装置在分解研究等离子体方面的特殊优势，研究天体等离子体中各种细致 物理过程。极端h c i 能产生比目前最强激光器所产生的电场高出3 4 个量级的 极端强电场，能产生同宇宙中中子星磁场相当甚至更强的磁场，因此，利用h c i 可以深入研究电子在这种环境下的状态和动力学行为。 低速高电荷态离子( s l o w h i g h l yc h a r g e di o n ，简称s h c i ) 是速度小于玻尔 速度的高电荷态离子。它具有电荷态高和速度低的极端特性。这些极端特性为我 们开辟了一个全新的研究领域。s h c i 与不同结构和特性的固体表面相互作用机 制所引起的：表面电子的发射、肖射线发射、表面溅射、散射、电荷交换、表 面缺陷的形成、库仑爆炸以及空心原子( h o l l o wa t o m ，简称h a ) 能级和寿命 等研究是目前该领域的热点问题。本篇论文将通过计算机模拟探讨其中的若干问 题。 1 1 低速高电荷态离子同表面作用的研究历程 离子与固体表面相互作用的研究最早可追溯到上世纪四十年代中期，a c o b a s 和we l a m b 展开了在离子和亚稳态原子作用下，金属表面激发电子的研 究工作，接下来的1 9 5 4 年和1 9 5 5 年间，h o m e rd h a g s t r o m 通过对惰性气体 离子同3 4 0 2 1 、w 口j 表面相互作用中激发出电子产额的研究，提出俄歇激发理论 ( t h e o r yo f a u g e re j e c t i o n ) 4 1 不过在这些过程中，选用的入射离子能量普遍很 低( 1 0 - - 1 0 0 0 e v ) ，电荷态较小( 1 ) ，此后随着科技工艺的进步，可选用的离 兰州大学预：亡学位论文 子种类越来越多。 1 9 8 8 年，k j s n o w d o n 研究了低速多电荷离子在金属表面的电荷转移及电 子激发过程，并对其中的电子势能、镜像和屏蔽作用的影响、俄歇转移几率计算 等问题展开讨论口1 。1 9 9 0 年，jp b r i a n d 通过对能量为3 4 9 k e v 的a r l 7 + 离子与彳g 相互作用中能量较低的石射线( 又称软射线) 的研究，提出空心原子的概念【6 1 。 这部分知识将在下文中介绍。 j o a c h i mb u r g d 6 r f e r 于1 9 8 7 年提出了大角度入射时，中速p r o t o n 同一“表面 作用中共振电荷转移理论，并结合前人的成果，于1 9 9 1 年给出高电荷态离子同 金属表面碰撞过程中经典过垒模型( t h ec l a s s i c a lo v e r - t h e b a r r i e rm o d e l ，简称 c o b m ) 7 1 ，在二十年后的今天依然被广泛的引用。 上世纪九十年代后期，人们开始考虑在金属以外的表面上作用机制，1 9 9 5 年c a u t l l 等人将注意力转向l i ff l o o ) 等绝缘体表面，认为镜像加速作用会受到 局域正电荷积聚的抵消 3 】，1 9 9 7 年j eb r i a n d 等人也得出相类似的结论p 1 。 一般说来，s h e l 的能量为拓矿的量级，在更低的能量下( l o e v ) ，电荷 态不太高( q 1 ) 的离子轰击绝缘体表面，会出现势能溅射( p o t e n t i a ls p u r e r i n g ) 现象，1 9 9 5 年t n e i d h a r t 等人用a r o + 轰击l i f 多晶时，有平均0 5 的l i f 溅射 率。此外，测量发现低速a r + + ( 5 车q 蔓1 9 ) 在g a a 5 表面溅射率有很大增加， 提出了当s h c i 同固体( 绝缘体和半导体) 作用时，有库仑爆炸溅射( c o u l o m b e x p l o s i o ns p u t t e r i n g ) 的现象。这解释了低速( 3 e v u ) 电荷态非常高的粒子 ( 如a u ”，t h 7 “) 在绝缘体( 如0 2 ) 表面较多的电子溅射 1 i 】。而s h c i 同导体 表面作用时，理论上没有得到相类似的结论，实验上也没有相关的发现。 进入2 1 世纪以来，人们开始对s h c i 同富勒烯( f u l l e r e n e ) 结构体( 如 c 6 0 c 7 0 ) 碰撞过程产生兴趣，通过对其能量和射线谱的分析，提出统计能量 分布模型( s t a t i s t i c a le n e r g yd i s t r i b u t i o nm o d e l ，简称s e d m ) 。并研究表面质子 溅射同入射电荷态q 的关系，发现溅射率同q 的四次方相关，而在绝缘体和导体 中，大约是三次方的数量级：c 离子的溅射率却同q 没有直接关系1 2 】。 兰州大学硕士学位论文 t 2 低速高电荷态离子同表面的作用图像 描述s h c i 同金属表面作用的过程，可以选用普遍认可的c o m b 模型。 s h c i 接近金属表面时，其电荷态将诱发金属表面电子的集体行为，可引入 等效镜像电荷模型，当离子的运动速度足够缓慢时，假定在每个“准静态”范围 内，都有一个镜像电荷代替表面电子整体行为而影响离子的运动。 在一定距离处，若表面电子的势垒高度同离子某一轨道能级能量相近，入射 离子将此表面电子共振俘获到其相应轨道能级上。这个过程将持续进行直到离子 完全被中和。俘获的电子处于主量子数很大的高激发亚稳轨道上，内部有大量空 穴的存在，这就是所谓的“中空原子”( 或称“一次空心原子”) ，“中空原子”会 通过自电离，俄歇退激等方式迅速收缩，占据内壳层的束缚态，在“中空原子” 进一步接近表面时，其内壳层的束缚态还会通过共振俘获或准共振俘获等方式直 接被表面电子填充。同时，存在高激发态上电子被表面共振俘获回去的现象。 当s h c i 同表面相接触的时候，离子外层轨道电子会同表面发生极其复杂的 作用而被剥离( p e e lo f f 过程) ，并在较低的轨道能级处重新俘获电子并形成新的 “中空原子”，即所谓的“二次空心原子”，其主量子数要比“一次空心原子”的 低一些。 图11 低速高电荷态离子同表面作用过程示意图 图1 1 描述了低速高电荷态离子在表面散射过程，可以看出作用过程中伴随 着电荷态的变化和电子发射等机制。 5 兰州大学硕士学位论文 s h c i 接近固体表面，在俘获电子的同时，也通过俄歇退激和自电离等过程 发射出电子，s h c i 与固体表面的这一电荷交换过程使得入射离子损失部分能量 ( 非弹性能损部分) 。 s h c i 所具有的势能只有很少的一部分用来发射次级电子( 0 0 1 ) 和z 射线 ( 0 0 5 ) ，大部分用以电子激发和溅射中性原子、团簇和二次离子。 本文如无特殊说明，均采用原子单位。 a c o b a s ，we l a m b ，j r , p h y s r e v 6 5 ( 1 9 4 4 ) 3 2 7 【2 】h o m e rd h a g s t r o m ，p h y s r e v 8 9 ( 1 9 5 3 ) 2 4 4 3 1h o m e rd h a g s t r u m ，p h y s r e v , 9 6 ( 1 9 5 4 ) 3 2 5 4 】h o m e rd h a g s t r u m ，p h y s r e v 9 6 ( i 9 5 4 ) 3 3 6 5 】k j s n o w d o n ，n u t l i n s t r u m m e t h o d sp h y s r e s ，s e c t a3 4 ，3 0 9 ( 1 9 8 8 ) 6 1j p b r i a n d ，e la 1 p h y s r e v l e t t 6 5 ( 1 9 9 0 ) 1 5 9 7 】j o a c h i mb u r g d o r f e r , e c k a r tk u p f e ra n dh e l m u tg a b r i e l ，p h y s r e v a3 5 ( 1 9 8 7 ) 4 9 6 3 8 c a u t h ，一h e c h t ，ll g e l ，a n dh w i n t e r , p h y s r e v l e t t 7 4 ( 1 9 9 5 ) 5 2 7 4 9 1j - p b r i a n d ，e ta l , p h y s r e x , a5 5 ( 1 9 9 7 ) r 2 5 2 3 1 0 1tn e i d h a r t ，e ta lp h y s r e v l e t t 7 4 ( 1 9 9 5 ) 5 2 8 0 【1 1 】d h s c h n e i d e re ta l ，p h y s s e t 5 3 ，2 2 8 ( 1 9 9 6 ) ， f 1 2 n k a k u t a n ie ta 1 ，n u e l r l s t r u m m e t h o d sp h y s r e s ，s e c t b9 6 ，5 4 1 ( 1 9 9 5 ) ，j b u r g d 6 f f e r 甜a 1 ，p h y s r e v a5 4 ，4 1 4 0 ( 1 9 9 6 ) 6 兰州大学硕士学位论文 第二章低速高电荷态离子同表面作用的实验研究方向 h d h a g s t r u m 于上世纪5 0 年代在b e l l 实验室中首次用单电荷态惰性元素离 子h e “、n e “、a r “、x e 2 + 和多电荷态惰性元素离子皿5 + 轰击钨表面以研究碰 撞过程中离子诱导俄歇电子发射产额，从而开创了离子与固体表面相互作用的研 究领域f 2 - 5 】。1 9 8 7 年，m d e l a u n a y 用高电荷态离子“、“、4 r 1 2 + 和胎1 “轰 击钨表面，发现总的电子产额y 与入射离子的电荷态密切相关【4 】，随着近年来对 h c i 同表面作用认识的逐步加深，国际上在这一领域的工作开展的相当广泛，其 实验研究方向主要集中在以下几个方面： 2 1 低速高电荷态离子在固体中电荷平衡时间f 啪】 s h c i 在固体中的电荷平衡时间是研究表面电子溅射现象、电荷态相关性等 问题的一个关键性要素，它决定了沉积在表面上的有效势能密度。实验发现 3 8 ， 低速极高电荷态离子( 如砌7 “在能量为2 2 k e v u ) 在金属表面或者非金属表面 经过1 0 0 蠡后完全中性化或者带一个单位正电荷，对于3 7 5 k e v u 的0 ” ( 3 q 8 ) 在a u 表面3 0 f s 内即可达到电荷平衡。垂直入射到石墨晶体上的 4 r 1 7 + ( 能量为1 2 ；7 5 k e v u ) 经过2 0 一达到中性化【3 9 】。 图2 1 通过l o n m 的碳膜后电荷态分布，入射能量为7 5 k e v x q 图2 1 是0 7 + ( 速度v = 8 0 x 1 0 5 m s ) 、a r ”+ ( 速度v = 7 6 x 1 0 5 m s ) 、a r ”+ 兰州大学硕士学位论文 ( 速度v = 8 1 x 1 0 5 m s ) 、k r ”+ ( 速度v = 7 5 1 0 5 m s ) 和t h 6 5 + ( 速度 v = 6 4 1 0 5 m j ) 离子经过l o h m 的碳膜后电荷态分布情况，图中可以看出，出 射离子平均电荷对于d “、4 r ”+ 和砌6 “分别为0 、1 + 和1 6 + ，也就是说相同时 间内，入射离子的电荷中性化程度不同a 中性化时间气由两部分构成：表面上 中和时间和穿越碳膜的时间，对上述三类离子分别为1 4 # 、1 7 必和2 1 # 5 1 。 2 2 低速高电荷态离子同表面作用的能损和电荷态关系【9 _ 1 5 1 s h c i 穿过固体的时候，主要以两种途径损失能量：电子激发( 电子阻止) 和同靶核的碰撞( 核阻止) ，一般说来，前者是非弹性能损，后者是弹性能损。 对于散射实验，各种退激过程产生的能损对于总能损贡献不太，在近似计算中忽 略其影响。 无论是表面散射实验，还是薄膜的穿透实验，有关阻止本领( d e d x ) 的测 量和计算一直是普遍关心的热点，而入射离子电荷态和速度对其影响也有着多种 分析解释，通常认为，在一般能量下( 1 k e v 5 0 0 k e v ) 阻止本领同电荷态和速 度成正比【柏】，如图2 2 所示。 图2 2 不同能量下4 + 在a i ( 1 1 1 ) 面散射后能 损同入射离子电荷态关系，散射角为o ，7 0 兰州大学硕士学位论文 2 3 低速高电荷态离子同表面作用过程中各种相关电子的发射【1 6 2 0 】 由于在作用过程中，先生成占据了较高轨道能级的“空心原子”，再由较高 能级上通过各种方式发射出电子( 如俄歇退激、自电离等) ，我们可以得到一系 列电子能谱，对这些电子能谱的分析可以得到“空心原子”和s h c i 的结构信息。 图2 3n e ”入射a i 表面时发出的俄歇电子 图2 3 展示了能量为0 4 k e v 的胁”入射爿，表面时测量得到的俄歇电子谱。 谱中的三个k l l 俄歇电子峰表明娩9 + 在足壳层上存在空穴。谱结构中的k l c 是 更高壳层发出的俄歇电子峰：俄歇电子谱峰的强度可以说明离子各壳层电子排布 情况。 图2 4 是另一个电子谱，它展示了与入射离子相关的各种俄歇电子的情况。 这些峰不仅说明了与k 壳层和三壳层相关的俄歇电子发射过程，还说明了在4 ， 离子射入表面时m 壳层俄歇电子的存在。 9 兰州犬学硕士学位论文 蔷 乏 3 叠 尘 ) i 基 器 量 u j e l e c t r o ne n e r g y ( k e y ) 图2 4 能量为1 7 e v 的爿r ”+ 入射表面发出的置壳层与工壳层俄歇电子谱 2 4 低速高电荷态离子同表面作用过程中爿射线的发射 n e 9 “。+ 2 1 1 、a r l 7 + , is + 2 2 1 、凡2 5 删+ 和西蟊那+ 【7 1 与表面相互作用产生的k 层x 射线，a r 7 “、x e 4 4 + 4 8 + 和【，”+ 、p b 5 “部+ 【2 4 1 与表面作用产生的l 层x 射线， 船2 6 q h 、1 - 1 0 3 9 + 4 0 + 、a “5 h 5 “、t h “小“ 2 5 1 和u 6 2 + j “【2 q 与表面作用产生的m 层 射线，都已经通过低分辨的s i ( l i ) 探测器进行了研究。图2 5 是用s i ( l i ) 探测器 测量的u ”与4 “表面作用产生的l 层z 射线。对于 佬”和4 r ”叫8 + 与表面作用 产生的x 射线已经采用高分辨的晶体谱仪进行了测量口7 2 8 1 。图2 6 是用晶体谱仪 测量到的a r “与彳g 表面作用产生的工射线。还有其它一些测量低速高电荷态 离子与表面相互作用过程中发射z 射线的实验 2 9 州。 o 兰州大学硕士学位论文 x - r a ye n e r g y ( k e v ) 图2 5u 9 0 + 与a u 表面作用产生的l 屡工射线 图2 6a r “轰击以g 表面的高分辨并射线谱。其中k l r 的，表示l 壳层的布居数 2 5 表面电子的溅射 3 5 - 3 7 】 低速被定义为入射离子的速度小于玻尔速度( v m ，= 2 1 9 x 1 0 6 m s ) ，因而在 其与金属表面作用过程中，涉及的表面电子运动速度远远快于入射离子速度，使 得离子在表面之上一段距离处即达到“电荷中性化( n e u t r a l i z a t i o n ) ”，并将离子 一iljbj=丑蔷v卫c：ou 兰州大学硕士学位论文 势能沉积在纳米尺度的范围内。 h c i 的势能是指离子电离能的总和，比如，x e 5 “具有大约2 0 2 k e v 的势能， 、 整个作用过程持续时间为飞秒( 1 0 “5 s ) 量级，由此达到的能量密度为 i o “叫c m 2 4 1 】。这种强烈激发过程中，快中性化过程将会产生大量二次离子、二 次电子发射以及表面上电子溅射，表面结构也将发生纳米量级的变化。图2 7 和 图2 8 显示了用高电荷态离子进行表面溅射的示意图和在显微镜下观察到的实际 状况； 图2 7 高电荷态离子溅射硅表面的情况 图2 8 高电荷态离子蚀刻出的硅表面直径2 纳米蚀坑 兰卅i 大学硕士学位论文 1 jb u r g d o r f e r ，p l e r n e r ，f w m e y e r ，a b o v e - s u r f a c en e u t r a l i z a t i o no fh i g h l yc h a r g e di o n s t h ec l a s s i c a lo v e r - t h e - b a r r i e rm o d e l ，p h y s r e v 1 9 9 1 ，a 4 4 ：5 6 7 4 5 6 8 5 2 h d h a g s t r u m a u g e re j e c t i o no f e l e c t r o n sf r o mt u n g s t e nb yn o b l eg a si o n s p h y s r e v 1 9 5 4 9 6 ：3 2 5 3 3 5 3 h d h a g s t r u m t h e o r yo fa u g e re j e c t i o no fe l e c t r o n sf r o mm e t a l sb yi o n s p h y s r e v 1 9 5 4 ，9 6 ：3 3 6 3 6 5 4 m d e l a u n a y , mf e h r i n g e r , r g e l l e r , e ta 1 e l e c t r o n e m i s s i o nf r o mam e t a ls u r f a c e b o m b a r d e db ys l o wh i g h l yc h a r g e di o n s p h y s r e v 1 9 8 7 ，b 3 5 ：4 2 3 2 4 2 3 5 【5 t s c h e n k e l ，m a b r i e r e ，h s c h m i d t b 6 c k i n g ，k b e t h g e ，d s c h n e i d e r , p h y s r e v l e t t 7 8 ( 1 9 9 7 ) 2 4 8 1 【6 】6k r k a r i m ，s r g r a b e ，c pb h a l l a , j ，p h y s b2 9 ( 1 9 9 6 ) 4 0 0 7 7 】j eb r i a n d ，b d e t a t - b a n ，d s c h n e i d e gm a b r i e r e ，v _ d e c a u x ，j wm c d o n a l d ，s b a r d i n ， e ta 1 t i m e f o r t h ee m p t y ls h e l lo f ah o l l o wa t o m t ob e f i l l e d ，p h y s r e v a5 3 ( 1 9 9 6 ) 2 1 9 4 8 】s w i n e c k i ，m ps t d c k l i ，c l c o c k e ，p b y s ，r e v a5 6 ( 1 9 9 7 ) 5 3 8 【9 ma b r i e r e ，ts c h e n k e l ，d h s c h n e i d e r , eb a u e ga a r n a u ，p h y s s c r t 7 3 ( 1 9 9 7 ) 3 2 4 1 0 wh u a n g ，h l e b i u s ，r s c h u c h ，m g r e t h e r , n s t o l t e r f o h t , p h y s r e v a5 8 ( 1 9 9 8 ) 2 9 6 2 11 s w i n e c k i ，c lc o c k e ，d f r y m rs t o c k l i ，p h y s r e v a5 3 ( 1 9 9 6 ) 4 2 2 8 1 2 】wh u a n g h l e b i u s ，r ，s c h u c h ，m g r e t h e r , n d t o l t e r f o h t ，p h y s r e v a 5 6 ( 19 9 7 ) 3 7 7 7 1 3 ts c h e n k e l ，m a b r i e r e ，a vb a r n e s ，a v h a m z a , k b e t h g e ，h s c h m i d t b 6 c k i n g ，d s c h n e i d e r , p h y s r e v l e t t ，7 9 ( 1 9 9 7 ) 2 0 3 0 1 4 】s w i n e c k i ，m es t 6 c k l i ，c l c o c k e ，p h y s r e v a5 5 ( 1 9 9 7 ) 4 3 1 0 1 5 】j i j u a r i s t i ，a a m a u ，rm e c h e n i q u e ，c a u t h ， lw i n t e r , p h y s r e v l e t t 8 2 ( 1 9 9 9 ) 1 0 4 8 1 6 】h e d e lm v a n a , fa u m a y lh rw i n t e r , r e v s e i i n s t 6 8 ( 1 9 9 7 ) 1 6 5 1 7 c l e m e l l ，j s t o c k l ，j b u r g d 6 r f e r , g b e t z , h p _ w i n t e r , f a u m a y r , p h y s r e v l e t t 8 lr 1 9 9 8 ) 1 9 6 5 【1 8 】f a u m a y r , h k u r z ，d s c h n e i d e r ，m a b r i e r e ，j w m c d o n a l d ，c e c u n n i n g h a m ，h p w i n t e gp h y s r e v l e t t 7 1 ( 1 9 9 3 ) 1 9 4 3 1 9 】hi b a c h ( e d ) e l e c t r o ns p e c t r o s c o p yf o rs u r f a c ea n a l y s i s ，s p r i n g e r - v e r l a g ，b e r l i n ，g e r m a n y , 1 9 7 7 2 0 1j d a s ，r m o r g e r s t e m m e a s u r e m e n to fa u t o i o n i z a t i o nr a t e sf o re l e c t r o ne m i s s i o na b o v ea m e t a ls u r f a c e ，p h y s r e v a 4 7 ( 1 9 9 3 ) 7 5 5 f 2 1 1j pb r i a n d ，d s c h n e i d e r , s b a r d i n ，hk h e m l i c h e ，j j i n ，z x i e ，m p r i o r , e ta 1 x r a y s t u d i e so ft h ei n t e r a c t i o no fn ，o ，a n dn eh y d r o g e n l i k ei o n sb e l o ws u r f a c e s ，p h y s r e v a 5 5 ( 1 9 9 7 ) 3 9 4 7 3 5 9 5 f 2 2 】m s c h u l z ，c l c o k e ，s h a g m a n n ，e ta 1 x r a ye m i s s i o nf r o ms l o wh i 曲l yc h a r g e da ri o n s i n t e r a c t i n g w i t ha g es u r f a c e ，p h y s r e v 1 9 9 1a 4 4 ：1 6 5 3 1 6 5 8 2 3 1m w c l a r k ，d ，s c h n e i d e r , d d e w i t t ，e ta 1 x ela n dmx m ye m i s s i o nf o l l o w i n gx e 4 4 4 抖 i o ni m p a e to i lc us u r f a c e s p h y s r e v 1 9 9 3 ，a 4 7 ：3 9 8 3 3 9 9 7 f 2 4 工s c h e n k e l ，a vh a m z a , a vb a r n e s ，e ta 1 i n t e r a c t i o no fs l o w , v e r yh i g h l yc h a r g e di o n s 1 3 兰型查兰堡兰兰垡堡苎 w i t hs a t f a c e s p r o s u r s c i 1 9 9 9 6 l ：2 3 8 4 2 5 g a m a c h i c o a n e ，t s c h e n k e l ，t r n i e d e r m a y re ta 1 i n t e r n a ld i e l e c t r o n i ce x c r a f t o ni n h i g h l yc h a r g e di o n sc o l l i d i n gw i t hs u r f a c e s p h y s r e v 2 0 0 2 ，a 6 5 ：0 4 2 9 0 3 1 0 4 2 9 0 3 - - 7 2 6 r s c h u c h ，d s c h n e i d e r ，d a k n a p p ，e ta 1 e v i d e n c ef o ri n t e r n a ld i e l e c t r o n i ce x c i t a t i o no f s l o wh i g h l yc h a r g e du r a n i u mi o n s p h y s r e v l e t t 1 9 9 3 ，7 0 ：1 0 7 3 1 0 7 6 + 2 7 】j - p b r a i n d ，g g i a r d i n o ，gb o r s o n i e ta 1 d e c a yo fh o l l o wa t o m sa b o v ea n db e l o wa s u r f a c e ，p h y s r e v 1 9 9 6 ，a 5 4 ：4 1 3 6 4 1 3 9 【2 8 】b d ，e t a gj p b r a i n d ，g b a n ，e ta 1 i n t e r a c t i o no fa r l 7 + i o n so nm e t a l l i cs u r f a c e sa t g r a z i n gi n c i d e n c e ，p h y s r e v 1 9 9 3 ，a 4 8 ：1 0 9 8 - 1 1 0 6 2 9 jj - rb r i a n d ，l d eb i l l y , pc h a r l e s ，s e s s a b a n , rb r i a n d ，r g e l e r , j - p d e s c l a u s ，s b l i m a n ， c r i s t o r i ，p h y s r e v l e t t 6 5 ( 1 9 9 0 ) 1 5 9 3 0 j rb r i a n de ta l ，p r i v a t ec o m m u n i c a t i o na n da p sm a r c h9 9m e e t i n g a t l a n t a , u s a 31 n v a e c k ，j e h a n s e n ，j ，p h y s b2 8 ( 1 9 9 5 ) 3 5 2 3 【3 2 】u i s a f f a n o v a ，i y nt o l s t i k h i n a , p h y s s c r 4 7 ( 19 9 3 ) 3 6 4 3 3 】m wc l a r k ，d s c h n e i d e r , e d e v e n e gq k e s s e l ，e p o l l a c k ，w s m i t h n u c l 1 n s t m e t h p h y s r e s b 7 9 ( 19 9 3 ) 18 3 3 4 s n i n o m i y a , yy a m a z a k i ，工a z u m a , k k o m a k i ，k k u r o k i ，s e k i g u c h i ，n u c l i n s t m e t h p h y s r e s b 1 3 5 ( 1 9 9 8 ) 8 2 3 5 ev a r g a , tn e i d h a r d ，m s p o r n ，g l i b i s e l l er ，m s c h m i d fa u m a y r , h 只w i n t e r ，p h y s s c r i 7 3 ( 1 9 9 7 ) 3 0 7 3 6 n k a k u t a n i ，下a z u m a , yy a m a z a k i ，k k o m a k i ，k k u r o k i ，j j a