表面近傍を通過する高速イオンに対する固体内電子の動的応答

固体中电子对经过表面附近的快速离子的动态响应

基本信息

批准号：
03640309
负责人：
木村健二
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

静電型イオンエネルギ-分析器を設計・製作し、エネルギ-が10ー30kevのH^+,He^+,N^+等の鏡面反射イオンのエネルギ-損失を測定した。得られたエネルギ-損失から表面近傍を通過するイオンに対する固体内電子の動的応答に起因する表面の阻止能を、表面からの距離の関数として求めた。この解析に際して、低速の鏡面反射イオンのエネルギ-損失は鏡像ポテンシャルに大きく影響されることを示した。一方、MeV程度の高速イオンの鏡面反射時のエネルギ-損失を高分解能で測定するために、磁場型のエネルギ-分析器を設計・製作した。これを用いて表面軸チャネリングイオンのエネルギ-損失を測定したところ、イオン軌道の種類の違いに起因する微細構造を発見した。この微細構造の解析から、表面原子軸からの距離の関数として阻止能を決定することが出来た。マイクロチャンネルプレ-トを用いたイオンの一次元位置検出器を、エネルギ-分析用電磁石と組み合わせることにより、収率の小さい大角散乱イオンのエネルギ-スペクトルを短時間で測定可能な高分解能エネルギ-分析型を作製した。このエネルギ-分析器を用いて、単結晶の表面で大角入射すれすれ散乱したHeイオン(表面ブロッキングイオン)のエネルギ-ロスの測定により、表面極近傍の阻止能を求めた。これらの研究と平行して、平行平板静電型電子エネルギ-分析器を作製し、分子イオンや重イオンが単結晶表面で鏡面反射をするときに放出するコンボイ電子の、エネルギ-および放出角度分布を測定した。測定結果は、表面近傍を通過する高速イオンに対する固体内電子の動的応答により生じる表面ウェイクがコンボイ電子に大きな影響を与えることを示しており、コンピュ-タ-シミュレ-ションとの比較によりこれまで理論的にのみ研究されていた表面ウェイクの詳面を実験的に知ることが出来た。

我们设计并制造了静电离子能量分析仪，测量了能量为10-30keV的H^+、He^+、N^+等镜面反射离子的能量损失。根据获得的能量损失，由于固体中的电子对经过表面附近的离子的动态响应而导致的表面阻止本领被确定为距表面距离的函数。在此分析中，我们表明慢速镜面反射离子的能量损失很大程度上受镜像势的影响。另一方面，我们设计并制造了磁场型能量分析仪，以高分辨率测量快离子镜面反射过程中的能量损失，其分辨率可达MeV量级。当我们用它来测量表面轴通道离子的能量损失时，我们发现了由离子轨迹类型差异引起的微观结构。通过这种微观结构分析，可以确定作为距表面原子轴距离的函数的阻止本领。通过将使用微通道板的一维离子位置检测器与用于能量分析的电磁体相结合，可以进行高分辨率能量分析，可以以低产量快速测量大角度散射离子的能谱。使用该能量分析仪，我们通过测量单晶表面大角度入射光栅处散射的 He 离子（表面阻挡离子）的能量损失来确定表面附近的阻止本领。与这些研究并行，我们制造了平行板静电电子能量分析仪，以研究测量分子离子和重离子在单晶表面进行镜面反射时发射的护航电子的能量和发射角分布。测量结果表明，固体中的电子对经过表面附近的高速离子的动态响应所引起的表面尾流对护航电子有很大的影响，并且与计算机模拟的比较表明，我们能够通过实验了解到表面尾流的细节，仅在理论上进行了研究。