多価イオンビームと固体表面の相互作用

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低エネルギー夛価イオンが固体表面と接触する時に起る電荷移行や電子放出現象を系統的に調べることが本研究の目的である。この研究は、広義の原子衝突過程の分野に含まれており、夛価イオンと固体との相互作用を、原子・分子の立場に立って考えることが重要であるため、まず、夛価イオンと原子・分子との衝突過程を調べることから着手した。そして、ここで得られた成果の中で、重要な結果として、衝突するイオンの価数が大きくなるにつれ、また、標的原子内の電子の数が増すにしたがって、夛電子移行過程、電子放出過程が頻繁に起るようになることが見い出された。そして、固体表面と低エネルギー夛価イオンとの衝突による電子放出過程に関する知見を得るために、夛価イオン入射による、マイクロチャンネルプレート(MCP)から出力されるパルス波高を入射するイオンの種類を変えながら、系統的に測定した。用いた夛価イオン源はプラズマ研究所のNICE-【I】であり、これから引き出される、C,N,O,F,Neの4価から9価までのイオンと、S,Kr,Iの11価から30価までの夛価イオンビームを、MCPに入射させた。その結果、以下のことが見い出された。1.入射速度が3〜4.5×【10^5】m/sの領域で、イオンの種類が決まれば、出力パルスの波高分布は速度に依存しない。2.入射イオンの価数が同じであれば、イオンの種類に関係なく、波高分布は同じになる。3.入射イオンの価数の増加とともに、出力パルスは高い波高分布を示すようになる。これらの結果は、イオン入射による固体表面からの二次電子放出係数が、イオンの価数とともに増大することに起因していると解釈された。