Электронная ударная ионизация атомов и ионов является одним из наиболее фундаментальных процессов столкновения в атомной и молекулярной физике. Знание сечений ионизации и возбуждения имеет фундаментальное значение для понимания динамики столкновений и электрон-атомных взаимодействий, а также в нескольких прикладных областях, таких как радиационная наука, астрофизика, оже-электронная спектроскопия (AES), спектроскопия потерь энергии электронов (EELS). Эти области исследования нуждаются в огромных и непрерывных объемах данных с определенным уровнем точности для различных целей в широком диапазоне значений энергии. Электронная ударная ионизация и возбуждение активно изучались многими исследовательскими группами с 1920-х годов. Большая часть произведенных работ была основана на классической теории столкновений, и было разработано несколько теорий первого принципа. Наиболее важная работа в области электрон-атомных столкновений была сделана Бете (1930), который вывел правильную форму сечения ионизации для высокоэнергетического столкновения, используя борновское приближение с плоской волной (PWBA). С тех пор было предложено несколько эмпирических, полуэмпирических и полуклассических приближений для описания ионизации атомов и молекул электронным ударом, и было опубликовано несколько обзоров по ним.
Столкновение электронов с атомами можно разделить на два основных типа: мягкие или отдаленные столкновения с большими параметрами удара и жесткие или близкие столкновения с небольшими параметрами удара. Теория Мотта (1930), которая описывает столкновение двух свободных электронов, хорошо объясняет жесткие столкновения, но не мягкие столкновения. Бете (1930) показал, что мягкое столкновение происходит в основном благодаря дипольному взаимодействию между падающей частицей и электроном-мишенью.
За последние сто лет сообщество атомщиков посвятило много усилий изучению столкновения частиц. Многие методы и приближения, полученные во времена, все еще используются в интерпретации взаимодействий частиц. До настоящего времени было проведено большое количество исследований, связанных с электронной ударной однократной ионизацией атомов. Имеется ряд обзоров, посвященных разработкам в этой области за последние годы. Янгер (1981, 1982) использовал различные методы квантовой механики для электронной ударной ионизации. Чтобы получить полные сечения ионизации сложных мишеней в широком диапазоне, Янгер (1985) также разработал ряд полуклассических и полуэмпирических формул. Элегантная дискуссия об электронной ударной ионизации щелочных металлов была дана Макдауэллом (1969), Роем и Рай (1973) и другими. Для расчета сечений ионизации при ударе электронов для атомов, включая эффект обмена в квинтальном расчете, применялась плоско-волновая аппроксимация Борна (PWBA). Несмотря на все эти успехи, трудность по-прежнему заключается в расчете одиночных сечений ионизации электронного удара для тяжелых атомов в количественном приближении из-за математических сложностей.
Структуры, наблюдаемые в экспериментах, были четко объяснены различными теоретическими подходами. В случае электронной ударной ионизации щелочноземельных металлов Пич (1966) выполнил количественный расчет для Mg. Вайнштейн и соавт. (1971) использовали приближение Борна и классическую бинарную теорию столкновений (БЭТ) для объяснения наблюдаемых в эксперименте структур для магния, кальция, стронция и бария. Хотя эти расчеты показали хорошее согласие между теорией и экспериментом, расчеты страдают двумя недостатками. Во-первых, прирожденное приближение не очень подходит для низкой энергии падения, в которой присутствуют структуры. Во-вторых, в случае бинарных расчетов столкновений Vainshtein et al. (1971) изменил выражение Стаблера (1964), рассматривая ускорение падающего электрона полем нейтрального атома, но использовал распределение скорости δ-функции для связанного электрона и не принимал во внимание обмен. С другой стороны, было найдено, что бинарная теория столкновений для исследования сечений атомов при электронном ударе является подходящей, поскольку она дает надежные результаты, согласующиеся с экспериментами. Ранее классическая модель не учитывала различимость падающего и связанного электрона (несимметричная модель столкновения) и не является надежной при низких энергиях удара. При низких энергиях инцидента обмен играет важную роль. Чтобы устранить эти трудности, Вриенс (1966) (симметричная модель столкновений) дал более надежный классический формализм электронной ударной ионизации, включая эффект обмена и интерференции. Макфарланд (1967 г.) сообщил о некоторых дополнительных расчетах по электронной ударной ионизации. ), Tripathi et al. (1969) и Манн (1967) для щелочных земель. Рой и Рай (1973) использовали симметричную модель столкновений, включая обмен и интерференцию, для исследования структур, наблюдаемых на кривых ионизации более тяжелых атомов щелочных и щелочноземельных металлов. Они использовали правильное распределение скорости Хартри-Фока для связанного электрона, чтобы получить единичные сечения ионизации. Вклад внутренней ячейки, а также автоионизация возбуждения были явно включены. Полученные результаты достаточно хорошо согласуются с экспериментальными наблюдениями.
Учитывая вышеупомянутый факт, мы использовали эту симметричную модель столкновений Вриена, включающую обмен и интерференцию. Полуклассическая БЭА была найдена полезной для объяснения вклада ионизации внутренней оболочки в электронное воздействие на сечения одиночной ионизации атомов. В настоящих расчетах функция распределения импульса для связанных электронов была сформулирована с использованием радиальных волновых функций Хартри-Фока, сообщенных Clementi & Roetti (1974).
Есть некоторые теоретические, чей вклад в развитие BEA и теоретические исследования для процессов столкновения ионов с атомами особенно важны. Различные процессы могут способствовать двойной ионизации атомов и ионов электронным ударом в зависимости от энергии падающего электрона и структуры родительских и промежуточных состояний атомов. Для прямого выброса двух электронов внешней оболочки идентифицированы два различных типа механизма: механизм встряхивания и механизм двух состояний. Кроме того, многие косвенные процессы двойной ионизации связаны с образованием автоионизирующих состояний после ионизации или возбуждения внутренних оболочек. В случае прямой двойной ионизации (DDI) посредством процесса встряхивания, падающий электрон взаимодействует со связанным электроном и выбрасывает его, когда внешние связанные электроны остаются в состоянии, которое не является собственным состоянием остаточного иона. В последующем процессе релаксации существует конечная вероятность повторной ионизации. Удар электронами с двойной ионизацией атомов и ионов является проблемой четырех частиц (один ион и три электрона). В последнем канале эти четыре заряженные частицы взаимодействуют друг с другом через кулоновский потенциал большого радиуса действия и чрезвычайно затрудняют проблему многих тел. По этой причине до сих пор невозможно провести точные расчеты для этих процессов. Полный теоретический расчет и детализация экспериментальных исследований в таких случаях остаются пугающими. Наиболее подробное описание процесса дается с помощью полных дифференциальных сечений, позволяющих анализировать угловые и энергетические распределения для каждого из выброшенных или рассеянных электронов.
Экспериментальное исследование сечения ионизации металлов приводит к нескольким трудностям и было проведено лишь очень немногими экспериментальными группами для ограниченного числа элементов. Точные экспериментальные измерения множественной ионизации железа электронным ударом были выполнены Shah et al. (1993) с использованием метода импульсного перекрестного пучка, включающего спектроскопию времени пролета продуктов соударений, для изучения ионизации электронным ударом атома железа в основном состоянии в диапазоне энергий от соответствующих порогов до 1250 эВ. Экспериментальные данные, полученные Shah et al. (1993) не будет сравниваться с предыдущим теоретическим расчетом сечения двойной ионизации из-за отсутствия данных в литературе.
Freund et al. (1990) выполнил эксперимент со скрещенными пучками в присутствии метастабильного атома железа и измерил сечения, свидетельствующие о вкладе электронов внутренней оболочки. Строгий теоретический расчет сечения двойной ионизации становится очень сложным, поскольку он связан с рассмотрением четырех заряженных частиц в конечном канале, взаимодействующих через дальний кулоновский потенциал. Квантовый расчет двойных сечений ионизации атомов / ионов электронным ударом до сих пор не сообщался. Беленгер и соавт. (1997) опубликовали полуэмпирическую формулу для оценки сечения двойной ионизации нейтральных атомов и положительных и отрицательных ионов при воздействии электронов и представили результаты для мишени Cu. Форма сечения описывается аналитическим выражением, а параметры аппроксимации оцениваются путем подгонки сечений модели к надежным экспериментальным данным. Помимо этого, подобные методы были описаны Deutsch et al. (1996). Было предпринято несколько попыток рассчитать сечение двойной ионизации электронного удара для легкой мишени, например, H +, He и Li +, используя борновское приближение. В многообещающем подходе Pindzola et al. Использовали метод тесной связи, зависящий от времени. (2007) при расчете электронного удара двойной ионизации сечения Не. Затем Пиндзола и его коллеги выполнили расчеты сечения двойной ионизации электронного удара ионов Mg, Be и B + с использованием непертербативного метода тесной связи, зависящего от времени. Однако такие расчеты пока ограничены по существу двухэлектронной системой. Используя классическое приближение бинарных столкновений (BEA), Gryzinski & Kune (1999) получили общее аналитическое выражение для электронного сечения двойной ионизации при ударе атомов с атомным номером Z ≥ 20 и s или d внешней оболочки с двумя электронами. Они сравнили свои расчеты только с экспериментальными данными для атомов Ca, Sr, Ba и Hg и нашли удовлетворительное согласие. Однако эта модель не применима в случае Fe.
Принимая во внимание вышеупомянутый факт, мы использовали полуклассическую симметричную модель столкновений BE (Vriens, 1966), включая обмен и интерференцию в настоящей работе, а также распределение скоростей Хартри-Фока для электронов-мишеней. Мы также приняли во внимание внутренние оболочки. В прошлом приближение BE было признано успешным при расчете электронного удара одиночной и двойной ионизации атомов.
Есть несколько разных циклов, вокруг которых вращается Земля. Некоторые из циклов были затронуты катастрофой Фукусима-Дайхатсу. Завод в Фукусиме пострадал от землетрясения силой 9,0 балла. Растения,
Трение – это сила, которая приводит к предотвращению движения объекта. Трение повсюду, когда один объект вступает в контакт с другим, возникает трение. Сила действует в
Тиристор – это тип диода, который позволяет току течь тогда и только тогда, когда на его клемму затвора подается управляющее напряжение. Этот вид диода имеет