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相对能量范围从室温到keV的多电荷离子与原子及分子间的电荷转移碰撞率在聚变等离子体、紫外激光应用及某些天体物理过程中起着非常重要的作用。Ar是地球大气中第三多的气体,占大气体积的0.934%。Ar及其多离化态离子在稀薄天体物理、空间物理及实验等离子体中有广泛的应用,其跃迁谱线密度可以用来诊断体系的电子密度和温度。利用离子阱所独有的选择囚禁技术加上质谱检测能力,本文在实验装置上已经成功进行了N2++N2,Fe3++N2,Ti4++Ar、N2,Co3++Ar、N2,Sc3++H2、N2等电荷转移实验。在此基础上,本文开展了Ar2+离子与Ar原子的碰撞实验。
在Paul阱中利用电子枪轰击本底产生并选择囚禁了单一的N2+离子,用来对质谱系统进行定标。然后通过配气系统将高纯氩气(纯度99.99%)充入阱中,在阱中产生并选择囚禁了单一的、平均能量约为3.19eV的Ar2+离子,得到室温下低能Ar2+与Ar的电荷转移速率系数为5.84(0.677)×10-10cm3·s-1及其零氩气压强下的离子衰减速率为0.46s-1。将结果与其它实验及Langevin理论值分别进行了比较,为下一步进行多电荷离子的亚稳态寿命研究提供了有价值的实验参考数据。