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薄膜を透過したC$$_{2}^{+}$$構成イオンの空間配置と電荷の相関

Relationship between charge states and spatial arrangement of constituent ions dissociated from C$$_{2}^{+}$$ ion passing through a thin foil

千葉 敦也; 齋藤 勇一; 鳴海 一雅; 山田 圭介; 金子 敏明*

Chiba, Atsuya; Saito, Yuichi; Narumi, Kazumasa; Yamada, Keisuke; Kaneko, Toshiaki*

数MeVの高速クラスターイオンは薄膜の透過により解離して単原子イオンとなり、これを構成イオンと呼ぶ。構成イオンの平均電荷は同速度の単原子イオンのそれよりも小さくなる。この現象は、クラスター構成イオン間の遮蔽クーロン相互作用と構成イオンによって誘起される固体内電子の集団励起場に起因すると考えられる。構成イオンの後方に形成される集団励起場が近接する他の構成イオンの電荷へ及ぼす影響を調べるため、進行方向に配向したC$$_{2}^{+}$$イオンに対して、1対の構成イオンの空間配置(前方と後方)に対するそれぞれの電荷をイベントごとに測定した。その結果、後方のイオンの電荷の方が前方のそれよりも大きくなる傾向があること、そしてその傾向は、前方イオンの電荷が大きいほど強くなることがわかった。これは、前方のイオンの電荷が大きいほど誘起される集団励起場が大きくなり、後方イオンの周辺の電子密度がより高くなったことが影響していると考えられる。

The average charge states of swift cluster ions passed through a thin foil are smaller than that of the single ions at the same speed. It is considered that such a phenomenon is derived from the mutual screened Coulomb interactions among the cluster constituent ions and the collective excitations of the target electrons induced by the constituent ions. In order to evaluate the contribution to the charge states from the fields of the collective excitations formed at the backward of the moving ion, using the C$$_{2}^{+}$$ ions, the charge states measurements were performed taking into account the relative position (leading and trailing) of the constituent ions. The experimental results showed that the charge states of the trailing ions are larger than that of the leading ions, and that this tendency becomes strong with increasing the product of charges.

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