高电荷态离子Arq+与不同金属靶作用产生的X射线

杨治虎; 宋张勇; 陈熙萌; 张小安; 张艳萍; 赵永涛; 崔  莹; 张红强; 徐  徐; 邵健雄; 于得洋; 蔡晓红

doi:10.7498/aps.55.2221

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摘要
研究了高电荷态离子Arq+(q=16，17，18)入射金属Be，Al，Ni，Mo，Au靶表面产生的X射线谱.实验结果表明，Ar的Kα-X射线是离子在与固体表面相互作用过程中固体表面之下形成空心原子发射的.电子组态1s2的高电荷态Ar16+离子在金属表面中性化过程中，存在的多电子激发过程使Ar16+的K壳层电子激发产生空穴，级联退激发射Ar的Kα 特征X射线.Ar17+离子在金属表面作用过程中产生的X射线谱形与靶材料没有明显的关联,入射离子的Kα-X射线产额与其最初的电子组态有关，靶原子的X射线产额与入射离子的动能有关.

关键词:
高电荷态离子 /

空心原子 /

多电子激发 /

X射线
Abstract
This paper studies the X-ray spectra produced by the interaction of highly charged ions of Arq+(q=16,17,18) with metallic surface of Be, Al, Ni, Mo and Au respectively. The experimental results show that the Kα　X-ray emerges from under the surface of solid in the interaction of ions with targets. The multi-electron excitation occurred in the process neutralization of the Ar16+　in electronic configuration of 1s2 in metallic surfaces, which produces vacancy in the K shell. Electron from high n state transition to K vacancy gives off X-ray. We find that there is no obvious relation between the shape of X-ray spectra and the different targets. The X-ray yield of incident ions are associated with initial electronic configuration. The X-ray yield of target is related to the kinetic energy of the incidentions.

Keywords:
highly charged ion /

hollow atom /

multi-electron excitation /

X-ray emission
作者及机构信息
杨治虎³,

宋张勇³,

陈熙萌¹,

张小安²,

张艳萍⁴,

赵永涛⁴,

崔莹¹,

张红强¹,

徐徐¹,

邵健雄¹,

于得洋⁴,

蔡晓红⁴

(1)兰州大学现代物理系，兰州 730000; (2)咸阳师范学院物理系，咸阳 712000; (3)中国科学院近代物理研究所, 兰州 730000; (4)中国科学院近代物理研究所，兰州 730000

基金项目: 国家自然科学基金(批准号：10274088，10375080，10574132)，科技部重大基础研究前期研究专项基金(批准号：2002CCA00900),等离子体物理国家级科技重点实验室基金(批准号：51480020104ZK5101)资助的课题.
Authors and contacts
Yang Zhi-Hu³,

Song Zhang-Yong³,

Chen Xi-Meng¹,

Zhang Xiao-An²,

Zhang Yan-Ping⁴,

Zhao Yong-Tao⁴,

Cui Ying¹,

Zhang Hong-Qiang¹,

Xu Xu¹,

Shao Jian-Xiong¹,

Yu De-Yang⁴,

Cai Xiao-Hong⁴

(1)兰州大学现代物理系，兰州 730000; (2)咸阳师范学院物理系，咸阳 712000; (3)中国科学院近代物理研究所, 兰州 730000; (4)中国科学院近代物理研究所，兰州 730000
参考文献

施引文献

[1]	周贤明, 尉静, 程锐, 梅策香, 曾利霞, 王兴, 梁昌慧, 赵永涛, 张小安. 数百MeV/u高能区C⁶⁺离子激发W的L壳层 X射线. 物理学报, 2022, 71(11): 113201. doi: 10.7498/aps.70.20212322
[2]	周贤明, 尉静, 程锐, 梅策香, 曾利霞, 王兴, 梁昌慧, 赵永涛, 张小安. 数百MeV/u高能区C⁶⁺离子激发W的L X射线研究. 物理学报, 2022, 0(0): 0-0. doi: 10.7498/aps.71.20212322
[3]	张秉章, 宋张勇, 张明武, 刘璇, 钱程, 方兴, 邵曹杰, 王伟, 刘俊亮, 朱志超, 孙良亭, 于得洋. 类氢O、N离子入射Al表面俘获电子布居几率的理论与实验研究. 物理学报, 2022, 0(0): 0-0. doi: 10.7498/aps.71.20212434
[4]	张秉章, 宋张勇, 张明武, 刘璇, 钱程, 方兴, 邵曹杰, 王伟, 刘俊亮, 朱志超, 孙良亭, 于得洋. 类氢O、N离子入射Al表面俘获电子布居几率的理论与实验研究. 物理学报, 2022, 71(13): 133201. doi: 10.7498/aps.70.20212434
[5]	梁昌慧, 张小安, 周贤明, 赵永涛, 肖国青. Bragg峰能区Xe²⁰⁺与不同靶作用产生的X射线. 物理学报, 2021, 70(18): 183201. doi: 10.7498/aps.70.20210215
[6]	张秉章, 宋张勇, 刘璇, 钱程, 方兴, 邵曹杰, 王伟, 刘俊亮, 徐俊奎, 冯勇, 朱志超, 郭艳玲, 陈林, 孙良亭, 杨治虎, 于得洋. 低能高电荷态${\boldsymbol{ {\rm{O}}^{q+}}}$离子与Al表面作用产生的X射线. 物理学报, 2021, 70(19): 193201. doi: 10.7498/aps.70.20210757
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[8]	梅策香, 张小安, 周贤明, 赵永涛, 任洁茹, 王兴, 雷瑜, 孙渊博, 程锐, 徐戈, 曾利霞. 高能脉冲C6+离子束激发Ni靶的K壳层X射线. 物理学报, 2017, 66(14): 143401. doi: 10.7498/aps.66.143401
[9]	冯雷, 蒋刚. 氖原子对2000 eV X射线激光透明的产生机制. 物理学报, 2017, 66(15): 153201. doi: 10.7498/aps.66.153201
[10]	周贤明, 赵永涛, 程锐, 雷瑜, 王瑜玉, 任洁茹, 刘世东, 梅策香, 陈熙萌, 肖国青. 近玻尔速度氙离子激发钒的K壳层X射线. 物理学报, 2016, 65(2): 027901. doi: 10.7498/aps.65.027901
[11]	梁昌慧, 张小安, 李耀宗, 赵永涛, 梅策香, 周贤明, 肖国青. 不同电荷态的129Xeq+激发Au的X射线发射研究. 物理学报, 2015, 64(5): 053201. doi: 10.7498/aps.64.053201
[12]	梁昌慧, 张小安, 李耀宗, 赵永涛, 肖国青. 不同动能的129Xe26+与Au表面作用产生的X射线谱. 物理学报, 2014, 63(16): 163201. doi: 10.7498/aps.63.163201
[13]	梁昌慧, 张小安, 李耀宗, 赵永涛, 梅策香, 程锐, 周贤明, 雷瑜, 王兴, 孙渊博, 肖国青. 近Bohr速度的152Eu20+入射Au表面产生的X射线谱. 物理学报, 2013, 62(6): 063202. doi: 10.7498/aps.62.063202
[14]	李耀宗, 张小安, 梁昌慧, 赵永涛, 程锐, 周贤明, 王兴, 雷瑜, 孙渊博, 徐戈. 129Xe30+与Au作用激发的Au M-X射线与Xe L-X射线. 物理学报, 2012, 61(6): 063201. doi: 10.7498/aps.61.063201
[15]	王兴, 赵永涛, 程锐, 周贤明, 徐戈, 孙渊博, 雷瑜, 王瑜玉, 任洁茹, 虞洋, 李永峰, 张小安, 李耀宗, 梁昌慧, 肖国青. 重离子轰击Ta靶引起的多电离效应. 物理学报, 2012, 61(19): 193201. doi: 10.7498/aps.61.193201
[16]	张小安, 李耀宗, 赵永涛, 梁昌慧, 程锐, 周贤明, 王兴, 雷瑜, 孙渊博, 徐戈, 李锦玉, 肖国青. Arq+入射金表面激发靶原子M-X射线的动能和势能的阈值. 物理学报, 2012, 61(11): 113401. doi: 10.7498/aps.61.113401
[17]	梁昌慧, 张小安, 李耀宗, 赵永涛, 肖国青. 129Xeq+激发Mo表面产生的X射线谱. 物理学报, 2010, 59(9): 6059-6063. doi: 10.7498/aps.59.6059
[18]	张小安, 杨治虎, 王党朝, 梅策香, 牛超英, 王伟, 戴斌, 肖国青. 类钴氙离子入射Ni表面激发的红外光谱线和X射线谱. 物理学报, 2009, 58(10): 6920-6925. doi: 10.7498/aps.58.6920
[19]	杨治虎, 宋张勇, 崔莹, 张红强, 阮芳芳, 邵剑雄, 杜娟, 刘玉文, 朱可欣, 张小安, 邵曹杰, 卢荣春, 于得洋, 陈熙萌, 蔡晓红. Ar16+和Ar17+离子与Zr作用产生的X射线谱. 物理学报, 2008, 57(2): 803-807. doi: 10.7498/aps.57.803
[20]	赵永涛, 肖国青, 张小安, 杨治虎, 陈熙萌, 李福利, 张艳萍, 张红强, 崔莹, 绍剑雄, 徐徐. 空心原子的K-x射线谱. 物理学报, 2005, 54(1): 85-88. doi: 10.7498/aps.54.85

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高电荷态离子Arq+与不同金属靶作用产生的X射线

1. (1)兰州大学现代物理系，兰州 730000; (2)咸阳师范学院物理系，咸阳 712000; (3)中国科学院近代物理研究所, 兰州 730000; (4)中国科学院近代物理研究所，兰州 730000

基金项目: 国家自然科学基金(批准号：10274088，10375080，10574132)，科技部重大基础研究前期研究专项基金(批准号：2002CCA00900),等离子体物理国家级科技重点实验室基金(批准号：51480020104ZK5101)资助的课题.

收稿日期: 2005-10-14

修回日期: 2005-11-15

刊出日期: 2006-05-20

摘要: 研究了高电荷态离子Arq+(q=16，17，18)入射金属Be，Al，Ni，Mo，Au靶表面产生的X射线谱.实验结果表明，Ar的Kα-X射线是离子在与固体表面相互作用过程中固体表面之下形成空心原子发射的.电子组态1s2的高电荷态Ar16+离子在金属表面中性化过程中，存在的多电子激发过程使Ar16+的K壳层电子激发产生空穴，级联退激发射Ar的Kα 特征X射线.Ar17+离子在金属表面作用过程中产生的X射线谱形与靶材料没有明显的关联,入射离子的Kα-X射线产额与其最初的电子组态有关，靶原子的X射线产额与入射离子的动能有关.

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