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Quantitative evaluation of charge state for internuclear distance of constituent ions dissociated from C$$_2^+$$ ion moving in a solid

C$$_2^+$$から解離し固体中を移動する構成イオンの核間距離に対する電荷の定量評価

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*

高速クラスターイオンが薄膜を透過するとき、薄膜で解離したクラスター構成イオンの平均電荷は、同元素同速度の単原子イオンのそれよりも減少する。このクラスターイオン特有の電荷減少効果は固体中を移動する構成イオン間の核間距離に強く依存すると考えられている。しかしながら、構成イオン間に働く遮蔽クーロン斥力で増加する核間距離に対してそれらの平均電荷を実験により定量的に評価することは難しく、これまで報告はない。そこで、2原子クラスターイオンを対象に、薄膜を透過した構成イオンの発散角分布を電荷の組合せごとに正確に測定し、その発散角分布を軌道計算で解析することにより固体中での核間距離に対する平均電荷を定量評価する方法を構築した。得られた結果は電荷におけるクラスター効果を考慮した理論値とおおむね一致した。

An average charge of the constituent ions resulting from the foil-induced dissociation of cluster ions is smaller than that of monatomic ions at the same speed. It is considered that such a charge reduction effect in cluster ion bombardments depend strongly on the internuclear distance between constituent ions moving in a solid. However, there are few reports in which average charges of the constituent ions had been quantitatively evaluated in terms of their internuclear distance increasing by the screened Coulomb repulsion. Therefore, we developed a method which evaluate quantitatively the average charge for internuclear distance of constituent ions in solid through the measurements of the divergence angle of the constituent ions after foil penetration. The achieved results are approximately equal to the theoretical value derived from model considering the cluster effect in average charge.

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