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摘要

飞秒强激光与团簇相互作用产生多价离子的现象已被广泛报道，然而近期多个研究小组发现当功率密度低至1010 W/cm2的纳秒激光照射团簇时，同样也观察到了多价离子的存在. 虽然可以用多光子电离引发-逆韧致吸收加热-电子碰撞电离电离机理对这种现象进行解释，但是缺乏相应的数值模拟. 建立了一个简化的数值模型，根据有质动力势Up计算团簇内电子能量，再由Lotz公式计算出相应的电离截面，最后由动力学反应速率方程计算出团簇内多价碳离子随时间的演变. 详细分析了团簇尺寸、电子密度等关键参数对多价离子产生的影响. 数值模拟结果表明：团簇电离在小于0.7 ns 时间尺度内完成，C2+，C3+和C4+多价离子强度达到平衡后，离子相对强度由大到小依次为C2+，C3+，C4+，这与实验结果相一致；多价离子的价态随着团簇尺寸的增加而升高，半径为5.6 nm的苯团簇比半径为3 nm的苯团簇更容易产生高价态的离子，这也与实验结果相一致.

关键词:

Abstract

The production of multiply charged ions by the interaction of intense femtosecond laser with clusters has been widely reported. Recently, many groups discovered the multiply charged ions when the cluster was irradiated by a 532 nm nanosecond laser with the intensity as low as 1010 W/cm2. Although this interesting phenomenon could be explained by the mechanism of multiphoton ionization triggered-inverse bremsstrahlung heating-electron impact ionization, there is a lack of numerical simulation to explain the generation of multiply charged ions. In this paper, numerical simulation is performed to study the generation process of multiply charged ions in the moderate intensity laser. Firstly, the electron energy is calculated according to ponderomotive potential. Secondly, the cross section of electron impact ionization is calculated on the basis of Lotz formula. Finally, the evolution of multiply charged ions in the cluster is calculated with the kinetic reaction rate equation. The effects of cluster size and electron density on multiply charged ions are investigated in detail. Simulation results show that the ionization process is completed and the balance among C2+, C3+ and C4+ is achieved in 0.7 ns. The relative intensity sequence of multiply charged ions is C2+ C3+ C4+, which is consistent with the experimental results. In addition, numerical simulation results show that the charge state of ions is increased with the increase of cluster size, which is consistent with the experimental results.

Keywords:

作者及机构信息

1.
2.

基金项目:国家自然科学基金（批准号：11004190，21077101）和国家重大科学仪器设备开发专项基金（批准号：2011YQ05006903）资助的课题.

Authors and contacts

1.
2.

Funds:Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11004190, 21077101) and the Special Foundation of State Major Scientific Instrument and Equipment Development of China (Grant No. 2011YQ05006903).

参考文献

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[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]
[32]
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[6]
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[9]
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[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
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[42]
[43]
[44]
[45]
[46]
[47]
[48]
[49]
[50]

[1]	马莉莉, 张世平, 张芳军, 李麦娟, 蒋军, 丁晓彬, 颉录有, 张登红, 董晨钟.W⁶⁺离子的电子碰撞电离研究. 必威体育下载 , 2024, 73(12): 123401.doi:10.7498/aps.73.20240408
[2]	周旭, 王川, 胡荣豪, 陶治豪, 邓小良, 梁亦寒, 李晓亚, 吕蒙, 祝文军.中高Z元素原子、离子的电子碰撞电离与激发截面快速计算方法. 必威体育下载 , 2024, 73(10): 103104.doi:10.7498/aps.73.20240213
[3]	陈展斌, 马堃.质子碰撞电离过程中程函近似效应的理论研究. 必威体育下载 , 2018, 67(11): 113401.doi:10.7498/aps.67.20172465
[4]	单晓斌, 赵玉杰, 孔蕊弘, 王思胜, 盛六四, 黄明强, 王振亚.ArCO团簇光电离的实验和理论研究. 必威体育下载 , 2013, 62(5): 053602.doi:10.7498/aps.62.053602
[5]	刘梦, 苏鲁宁, 郑轶, 李玉同, 王伟民, 盛政明, 陈黎明, 马景龙, 鲁欣, 王兆华, 魏志义, 胡碧涛, 张杰.超短超强激光与薄膜靶相互作用中不同价态碳离子的来源. 必威体育下载 , 2013, 62(16): 165201.doi:10.7498/aps.62.165201
[6]	卓青青, 刘红侠, 彭里, 杨兆年, 蔡惠民.总剂量辐照条件下部分耗尽半导体氧化物绝缘层N沟道金属氧化物半导体器件的三种kink效应. 必威体育下载 , 2013, 62(3): 036105.doi:10.7498/aps.62.036105
[7]	丁丁, 何斌, 屈世显, 王建国.强磁场下He2++H(1s)的碰撞电离微分截面及电离机理研究. 必威体育下载 , 2013, 62(3): 033401.doi:10.7498/aps.62.033401
[8]	胡亚华, 叶丹丹, 祁月盈, 刘晓菊, 刘玲.质子与Be原子的碰撞电离过程研究. 必威体育下载 , 2012, 61(24): 243401.doi:10.7498/aps.61.243401
[9]	卓青青, 刘红侠, 杨兆年, 蔡惠民, 郝跃.偏置条件对SOI NMOS器件总剂量辐照效应的影响. 必威体育下载 , 2012, 61(22): 220702.doi:10.7498/aps.61.220702
[10]	许慎跃, 马新文, 任雪光, T. Pflüger, A. Dorn, J. Ullrich.甲烷分子电子碰撞电离和解离的实验研究. 必威体育下载 , 2011, 60(9): 093401.doi:10.7498/aps.60.093401
[11]	郭宝增, 张锁良, 刘鑫.钎锌矿相GaN电子高场输运特性的Monte Carlo 模拟研究. 必威体育下载 , 2011, 60(6): 068701.doi:10.7498/aps.60.068701
[12]	孙伟峰, 李美成, 赵连城.窄带隙超晶格中载流子俄歇寿命和碰撞电离率的第一性原理研究. 必威体育下载 , 2010, 59(8): 5661-5666.doi:10.7498/aps.59.5661
[13]	张娜珍, 仓怀文, 王卫国, 苗书一, 金峰, 吴庆浩, 花磊, 李海洋.乙醚团簇在纳秒激光场中的多价电离及其电子能量分布的研究. 必威体育下载 , 2009, 58(7): 4556-4562.doi:10.7498/aps.58.4556
[14]	徐勇, 王贤龙, 曾雉.中性和带电小钨团簇的第一性原理研究. 必威体育下载 , 2009, 58(13): 72-S78.doi:10.7498/aps.58.72
[15]	王思胜, 孔蕊弘, 田振玉, 单晓斌, 张允武, 盛六四, 王振亚, 郝立庆, 周士康.Ar?NO团簇的同步辐射光电离研究. 必威体育下载 , 2006, 55(7): 3433-3437.doi:10.7498/aps.55.3433
[16]	毛华平, 杨兰蓉, 王红艳, 朱正和, 唐永建.钇小团簇的结构和电离势的计算. 必威体育下载 , 2005, 54(11): 5126-5129.doi:10.7498/aps.54.5126
[17]	肖雪, 李海洋, 罗晓琳, 牛冬梅, 温丽华, 王宾, 梁峰, 侯可勇, 张娜珍.CS2团簇增强的激光多价电离现象的质谱研究. 必威体育下载 , 2005, 54(11): 5098-5103.doi:10.7498/aps.54.5098
[18]	王晓峰, 贾天卿, 徐至展.周期量级超短激光脉冲作用下导带电子的光吸收与碰撞电离. 必威体育下载 , 2005, 54(7): 3451-3456.doi:10.7498/aps.54.3451
[19]	李延龄, 罗成林.Si60团簇的结构及其与Si(111)面间碰撞的分子动力学模拟. 必威体育下载 , 2002, 51(11): 2589-2594.doi:10.7498/aps.51.2589
[20]	徐秀莲, 王锋, 张丰收, 曾祥华.几何构型不同的Na团簇碰撞动力学研究. 必威体育下载 , 2002, 51(1): 31-35.doi:10.7498/aps.51.31

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