论文部分内容阅读
离子和固体相互作用诱导的电子发射在基础和应用研究领域受到了广泛的关注。本文介绍了电子发射研究的发展现状和中国科学院近代物理研究所320kV高电荷态离子综合研究高压平台以及该平台上的表面物理实验终端,并且在此实验终端上对离子和薄膜、固体相互作用诱导的电子发射进行了系统的研究。 对于离子和薄膜的相互作用,实验中得到了玻尔速度附近的Ne2+、O2+离子垂直入射C、Au薄膜时入射表面、出射表面的总电子发射产额(简称后向电子发射产额和前向电子发射产额)。通过改变入射离子的能量、束流强度以及薄膜厚度,系统研究了前向、后向电子发射产额与离子束流入射到靶上的束流强度、薄膜厚度的关系以及势能沉积、电子能损和反冲原子对前向、后向电子发射产额的贡献。结果表明:电子发射产额与离子入射到靶上的电流强度无关;在相同的离子入射动能下,后向电子发射产额与薄膜厚度无关,在相同的离子出射动能(离子穿透薄膜后的动能)下,前向电子发射产额与薄膜厚度无关;离子的势能沉积只对后向电子发射有贡献,前向、后向电子发射产额分别与离子在薄膜出射、入射表面的电子阻止本领近似成正比关系,其中电子阻止本领很低时(对应于离子初动能很低),反冲原子对电子发射的贡献不能忽略(例如Ne2+入射碳膜的情况,离子初动能大约低于3keV/u时,反冲原子对电子发射的贡献不能忽略)。 对于离子与固体的相互作用,实验中得到了玻尔速度附近的Neq+离子(q=2、4、6、8)垂直入射Si和W靶的表面总电子发射产额。通过改变入射离子的电荷态,系统研究了离子势能对总电子发射产额的影响,从总电子发射产额中分离了单纯势能电子发射产额和单纯动能电子发射产额。通过改变入射离子的初动能,发现动能电子发射产额与电子阻止本领的比值Λ随入射离子初动能的增加而缓慢减小。