Пороговые резонансные эффекты в фотопоглощении глубоких оболочек отрицательно заряженных центров тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Лапкин, Константин Владимирович
- Специальность ВАК РФ01.04.07
- Количество страниц 103
Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Лапкин, Константин Владимирович
Глава 1. Состоянии исследований фотоотрыва от отрицательных ионов
1.1 Механизмы образования ОИ
1.2 Результаты исследований предыдущих лет
Глава 2. Многоэлектронный корреляции в процессах фотопоглощения
2.1 Амплитуда и сечение фотоотрыва от многоэлектронной системы
2.2 Приближение самосогласованного поля Хартри Фока
2.3 Приближение случайных фаз с обменом - ПСФО
2.4 Динамическая поляризация
2.5 Статическая релаксация
2.6 Резонансы в системе «атомная мишень + электрон»
Глава 3. Околопороговые резонансы и резонансы формы в фотопоглощении внутренней 4d оболочкой Sn~
3.1 Гигантские резонансы в атомах и ионах
3.2 Метод расчета. Спин-поляризованное приближение
3.3 Результаты вычислений
3.3.1 Приближения Хартри-Фока и ПСФО
3.3.2 Учет статической перестройки электронных оболочек
Глава 4. Резонансные явления в окрестности порогов ионизации глубоких оболочек
4.1 Метод расчета. Квазиатомная модель 57 4.3 Отрицательный ион Sn~. Фотоотрыв от промежуточной
4d оболочки
4.4 Отрицательный ион Li~. Фотоотрыв от внутренней 1 s оболочки
4.5 Отрицательный ион С". Фотоотрыв от внутренней 1 s оболочки 66 4.5 Отрицательный ион Si". Фотоотрыв от внутренних
2s и 2р оболочек
Глава 5. Фотопоглощение Is оболочки Li- с возбуждением электрона из наружной оболочки.
5.1 Метод расчета
5.2 Учет многоэлектронных корреляций. Выбор волновых функций
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Физика конденсированного состояния», 01.04.07 шифр ВАК
Многоэлектронные корреляции в атомах с полузаполненными оболочками1984 год, кандидат физико-математических наук Долматов, Валерий Константинович
Динамические эффекты в формировании автоионизационных резонансов2005 год, кандидат физико-математических наук Кулов, Михаил Андреевич
Коллективные электронные возбуждения в атомных кластерах и молекулах2010 год, доктор физико-математических наук Ипатов, Андрей Николаевич
Многоэлектронные эффекты в угловом распределении фотоэлектронов и флуоресценции при возбуждении и ионизации атомов поляризованным излучением с энергией 2.5-90 эВ2002 год, доктор физико-математических наук Петров, Иван Дмитриевич
Многоэлектронные эффекты в рентгеновском фотопоглощении субвалентных оболочек2000 год, кандидат физико-математических наук Демехин, Филипп Владимирович
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Пороговые резонансные эффекты в фотопоглощении глубоких оболочек отрицательно заряженных центров»
Актуальность проблемы.
Исследования электронной структуры и спектральных характеристик атомов, ионов и молекул, находящихся как в свободном состоянии, так и в среде, имеют длительную историю, которая началась практически с момента появления квантовой механики. Однако в настоящее время большой интерес, как с фундаментальной, так и практической точки зрения представляет изучение свойств различных центров и наноструктур в твердых телах, созданных при различных видах воздействия: легировании (введении легирующих примесей, путем тепловой диффузии, ионной имплантации или эпитаксии), облучении (электронами, нелегирующими ионами). При этом часто происходит изменении зарядового состояния атомных и молекулярных центров. Появление различных заряженных центров приводит к существенному изменению электронной структуры окружения и, как следствие, к изменению основных свойств. Кроме того, в физике конденсированного состояния положительно и отрицательно заряженные центры играю очень важную роль в фотопроводимости.
Фотопоглощение и фотоэффект относятся к тем фундаментальным процессам, изучение спектральных характеристик которого является важнейшей научной задачей. Фотоны весьма слабо взаимодействуют с мишенью, не изменяя её основного и возбужденного состояний. Поглощение фотона приводит лишь к переходам между ними, а его энергия определяет, в какое именно из состояний может быть совершен переход из начального состояния вследствие поглощения фотона. Этим процесс фотопоглощения как источник информации о структуре выгодно отличается от других процессов, таких как рассеяние (упругое и неупругое) электронов, протонов или других частиц, где налетающая частица заметно деформирует мишень. Благодаря локализованному характеру фотовозбуждения остовных, в особенности глубоких, энергетических уровней можно выделить квазимолекулярные и квазиатомные особенности в спектрах фотопоглощения твердых тел, что существенно расширяет объем информации, извлекаемой из экспериментальных данных [1,2].
Обычно процесс взаимодействия квантов большой энергии с отдельными атомами твердых тел, когда фотопоглощение происходит на электронах внутренних оболочек, вполне адекватно может быть описан в рамках квазиатомной модели или даже модели свободного атома. Причем особенности в сечениях ионизации центров в среде и их отличия от атомных сечений в основном возникают при описании конечного состояния, когда фотоэлектрон движется в периодической структуре твердого тела. Эти процессы в нейтральных и положительно заряженных центрах многие годы привлекали внимание физиков и широко обсуждались в научной литературе [1,3].
Однако фотопоглощение квантов больших энергий отрицательно заряженными центрами было изучено существенно меньше, что, прежде всего, связано с большей ролью многоэлектронных эффектов в этих процессах по сравнению с нейтральными атомами. Причем роль многоэлектронных корреляций в них часто оказывается значительно большей, чем влияние окружения этих центров. Поэтому первым шагом к исследованию фотопоглощения отрицательных центров при энергиях фотонов, близких к порогам ионизации внутренних оболочек, является исследование с наиболее полным учетом многоэлектронных корреляций изолированных отрицательных ионов (ОИ), волновая функция конечного состояния которых еще не подвержена изменению за счет окружения. Кроме того, ОИ привлекают внимание, как теоретиков, так и экспериментаторов сами по себе — они вовлечены во многие процессы в земной атмосфере, с их участием происходит электрический разряд и явление пробоя в электроотрицательных газах, практически ОИ применяются в тандемных и циклических ускорителях заряженных частиц. С точки зрения теории структурные особенности и динамика процессов с участием этих частиц представляют прекрасный тест для различных теоретических подходов [4], рассматривающих многочастичные эффекты.
До настоящего времени экспериментально исследовались только процессы фотопоглощения внешними оболочками ОИ. Это было связано с трудностями получения достаточно высокой концентрации ионов в пучке для экспериментального исследования. Теоретические расчеты также в основном касались фотоотрыва электронов от наружных оболочек ОИ. Только в середине 90-х годов появилось несколько теоретических работ, где были получены особенности в поведении сечений на порогах внутренних оболочек ряда ОИ [4,5]. Только в последнее годы значительный прогресс, достигнутый в синхротронной технике, сделал возможным изучение- спектральных и угловых характеристик глубоких оболочек многоэлектронных систем (МС). Полученные экспериментальные данные свидетельствуют, что полное и дифференциальное сечения фотопоглощения очень чувствительны к электронной структуре исследуемого объекта в области энергий Е <100 эВ.
Наиболее подробно исследовался процесс фотоотрыва 15 электронов от метастабильного ОИ гелия [4]. Одним из простейших и наиболее интенсивно исследуемых в настоящее время ионов является ОИ лития с замкнутой наружной оболочкой [6,7]. Именно его исследование привлекло значительное внимание, как экспериментаторов, так и теоретиков, поскольку вопреки ожиданиям были получены существенные отклонения в поведении и величинах сечений от сечений фотоионизации в нейтральных атомах.
Электронная структура ОИ лития имеет простой вид: \s22s2. Первое подробное теоретическое исследование ионизации внутренней оболочки этого иона было проведено в 2001 году [6]. В этой работе были получены парциальные и полные сечения фотоотрыва от внутренней Is оболочки. Полученные результаты демонстрировали крайне нетипичное для нейтральных атомов и ионов поведение сечения фотоионизации. В частности, был обнаружен резкий околопороговый резонанс (порядка 40 Мбарн) и целая серия резонансов (высотой в максимуме порядка 20 Мбарн) при более высоких энергиях. Эти резонансы были идентифицированы авторами как открытие новых каналов в процессе фотоионизации 15 оболочки, связанных с возбуждением внешнего 2s электрона в дискретный спектр. Было заявлено [6], что эти резонансы имеют аномально большую величину по сравнению с аналогичными пороговыми процессами в нейтральных атомах. Эти исследования вызвали широкий резонанс в ведущих научных изданиях и на международных конференциях [6,7,8,9,10]. Было исследовано фотопоглощение в глубоких оболочках целого ряда более сложных ионов СТ, Si~, Be", Na~, К" и обнаружен ряд эффектов, не проявлявшихся при изучении фотоотрыва от А наружных и промежуточных оболочек [4,5,11].
Таким образом, разработка подхода, позволяющего адекватно описывать вклад квазиатомных особенностей, в особенности многоэлектронного взаимодействия, в амплитуды фотопоглощения глубокими оболочками различных заряженных центров в твердом теле является актуальной задачей.
Настоящая работа посвящена теоретическому исследованию процессов фототрыва электронов из внутренних оболочек в окрестности порогов внутренних оболочек и роли многоэлектронных эффектов в описании резонансного поведения сечений фотопоглощения ОИ. В качестве основных ч объектов рассмотрения выбраны отрицательные ионы с заполненными и полузаполненными внешними оболочками Li~, С", Si", Sn~. Исследуются различные многоэлектронные процессы, происходящие при взаимодействии внешнего электромагнитного излучения с ОИ, такие как внутриканальное и межканальное взаимодействие, интерференционные, поляризационные и релаксационные эффекты. Основное внимание уделяется околопороговым резонансам в полных и парциальных сечениях фотоотрыва электронов вблизи порогов ионизации внутренних и промежуточных оболочек. Как правило, появление этих резонансов определяется квазистационарными состояниями вылетающего электрона в поляризационном поле атомного остатка. Однако в ряде ОИ, в частности ОИ лития, эти резонансы отсутствуют, поэтому задача состоит в определении физических причин их появления и отсутствия. Кроме того, значительная часть работы посвящена исследованию процесса фотопоглощения внутренними оболочками ОИ с одновременным возбуждением электронов наружной оболочки иона в дискретные состояния.
Цель работы заключается в исследовании роли различных многоэлектронных процессов при резонансном фотопоглощении в глубоких оболочках отрицательно заряженных центров и ОИ в области вакуумного ультрафиолета
Основные задачи работы состоят в следующем.
Выявление роли различных многоэлектронных эффектов: межоболочечного взаимодействия, статической перестройки, динамической поляризации в описании процессов фотоотрыва от глубоких оболочек отрицательно заряженных центров и ионов;
Теоретическое исследование резонансных особенностей процессов фотоотрыва электронов от глубоких оболочек отрицательных ионов;
Разработка квазиатомной теоретической модели, позволяющей учитывать многоэлектронные корреляции при исследовании фотопоглощении внутренних оболочек отрицательно заряженных МС;
Расчет сечений фотоотрыва от ОИ Li", С", Si", Sn" в окрестности порогов ионизации глубоких и промежуточных оболочек;
Определение причин появления или отсутствия резонансов в поведении околопорогового сечения фотопоглощения в указанных ионах;
Разработка подхода, позволяющего в рамках теории многих тел (ТМТ) и многочастичной теории возмущений (МТВ) описать процесс фотоотрыва электрона от внутренней оболочки с одновременным возбуждением наружного электрона в дискретный спектр
Расчет сечений фотопоглощения внутренними оболочками с возбуждением наружных электронов в дискретные состояния для ОИ Li~
Научная новизна работы Разработана эффективная теоретическая модель, позволяющая определять сечение фотопоглощения с учетом многоэлектронных корреляций: влияния поляризации на электроны в основном состоянии и на вылетающий электрон, статической перестройки электронных оболочек в результате фотопоглощения, эффектов межоболочечного (межканального) взаимодействия. В рамках разработанной модели получены впервые: а) сечения фотоотрыва электронов из промежуточной Ad оболочки тяжелого ОИ Sn~, б) сечения фотопоглощения внутренней 2р оболочки иона Si-, в) сечения фотоотрыва электронов из внутренних Is оболочек для ионов Li~ и С". Получено хорошее согласие с экспериментальными данными.
Показано, что появление околопороговых резонансов связано с незаполненными оболочками в отрицательно заряженных центрах.
Разработано теоретическое описание процесса ионизации внутренней оболочки с одновременным возбуждением электрона наружной в рамках ТМТ иМТВ.
Получено сечение фотопоглощения с возбуждением для ОИ ЬГ, удовлетворительно описывающее имеющиеся экспериментальные данные. Научная и практическая ценность работы
Создана простая эффективная модель, позволяющая наглядно учитывать основные многочастичные эффекты при фотоотрыве электронов от глубоких оболочек отрицательно заряженных МС в рамках ТМТ и МТВ. Разработанная модель может быть применена для расчетов параметров фотопоглощения других ОИ и отрицательно заряженных центров в твердом теле. Полученные результаты дают хорошее качественное и количественное представление о роли и вкладе различных многоэлектронных эффектов в процессах фотоотрыва электронов от глубоких оболочек ОИ. Сравнение получаемых результатов в изолированных ОИ с поглощением фотонов отрицательно заряженными центрами в твердом теле позволит выделить эффекты, связанные с влиянием окружения этих центров. Разработанный метод описания фотопоглощения с возбуждением наружных электронов также может быть использован для расчета более сложных многоэлектронных систем, как в физике атома, так и в физике твердого тела.
Личный вклад автора
- анализ и оценка вкладов различных многоэлектронных корреляций в процесс фотоотрыва от глубоких внутренних оболочек
- разработка модели, учитывающей динамическую поляризацию путем введение параметрического модельного потенциала одновременно со статической релаксацией.
- разработка подхода в рамках квантовой теории многих тел и многочастичной теории возмущений описывающего процесс фотоионизации с возбуждением
- модернизация комплекса программного обеспечения для расчетов фотоионизации с возбуждением
- непосредственный расчет сечений фотоионизации ОИ Li~, С", Si-, Sn~
Положения, выносимые на защиту
1. Квазиатомная модель, позволяющая учитывать влияние динамической поляризации на вылетающий электрон путем введения параметрического поляризационного потенциала одновременно с интерференционными и релаксационными эффектами, описывает поведение сечения фотоотрыва электронов от отрицательно заряженных центров в окрестности порогов глубоких оболочек.
2. Перестройка электронных оболочек заряженных центров оказывает решающее влияние на поведение сечений фотоотрыва в окрестности порогов глубоких и промежуточных оболочек.
3. Поляризационное взаимодействие между фотоэлектроном и нейтральным остовом ответственно за формирование околопороговых резонансов в квазиатомных системах с открытой наружной оболочкой. В системах с замкнутой наружной оболочкой околопороговый резонанс, как правило, не проявляется.
4. Величины резонансных сечений фотоотрыва электронов от внутренних оболочек с возбуждением наружных электронов в дискретные состояния нейтрального атома существенно превышают аналогичные сечения в нейтральных атомах.
Апробация работы
Результаты, изложенные в диссертации, докладывались и обсуждались на следующих конференциях:
4,6,7 и 8-й международных конференциях по неразрушающим методам и компьютерному моделированию в науке и технике (International Workshop on New Approaches to Hi-Tech: Nondestructive Testing and Computer Simulations in Science and Engineering, NDTCS,) (Санкт-Петербург, 2000, 2002, 2003, 2004);
13-й международной конференции по физике вакуумного ультрафиолета (International Conference on Vacuum Ultraviolet Radiation Physics, VUV-2001,)( Trieste, Italy, 2001);
5-й Всероссийской конференции по проблемам науки и высшей школы. Фундаментальные Исследования в Технических Университетах (Санкт-Петербург, 2001);
34-й международной конференции Европейской группы по атомной спектроскопии (European Group on Atomic Spectroscopy Conference, EGAS,)( Sofia, Bulgaria, 2002); международных конференциях по фотоионизации (International Workshop on Photoionization, IWP)(Carry-le-Rouet, France, 2000; Spring-8, Hyogo, Japan,2002);
22-й и 23-й международных конференциях по физике электронных и атомных столкновений (International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions, ICPEAC, Santa-Fe, New Mexico, USA, 2001; Stockholm, Sweden, 2003);
8-ой Европейской конференции по атомной и молекулярной физике (The eighth European Conference on Atomic and Molecular Physics" -ECAMP-8, Rennes, France, 6-10 July 2004).
Результаты работы докладывались на научных семинарах Физико-Технического института им. А.Ф. Иоффе РАН (Санкт-Петербург), Санкт-Петербургского Государственного Политехнического университета, Санкт-Петербургского Государственного университета, на неделе науки СПбГПУ.
Публикации: основные результаты диссертации опубликованы в 6 научных работах:
1. Иванов В.К.; Кашенок Г.Ю.; Лапкин К.В. Резонансы коллективной природы в процессах фотоотрыва от отрицательных ионов с полузаполненной наружной оболочкой // Научно-технические ведомости СПбГТУ. 2001. т 4. №26. С. 103-111.
2. Ivanov V.K.; Kashenock G.Yu.; Lapkin K.V. Rearrangement effects in inner-shell photodetachment from Sn- negative ion // Proc. SPIE. 2001. 4348, P. 92-97.
3. Lapkin C.V.; Ivanov V.K.; Kulov M.A. Inner-shell Photodetachment of Lithium Negative Ion with Excitation // Proc. SPIE. 2003. 5127. P. 37-41.
4. Иванов B.K.; Лапкин K.B.; Кулов M.A. Фотоотрыв электронов из Is оболочки отрицательного иона лития // Письма в Журнал Технической Физики. 2003. т.29. № 15. С. 9-17.
5. Lapkin C.V; Ivanov V.K. Inner-shell Photodetachment of negative ions // Proc. SPIE. 2004. 5400. P. 42-46.
6. Lapkin C.V.; Ivanov V.K. Photodetachment of Si~ negative ion in the vicinity of 2s threshold // Proc. SPAS. 2004. 8. P. 19-20
Кроме того, автором опубликован целый ряд работ, включая тезисы международных и всероссийских конференций: работы [84,85,91,99,114-131] в списке цитируемой литературы.
Структура диссертации
Диссертация состоит из пяти глав, введения и заключения.
Первая глава носит обзорный характер. Она содержит обзор современной литературы по теме диссертационной работы. Кроме этого, в первой главе описываются основные механизмы образования отрицательных ионов, дается краткое описание современных экспериментальных методик и основных теоретических подходов.
Вторая глава посвящена классификации основных многоэлектронных поправок, выходящих за рамки ПСФО, которые необходимо учитывать для корректного описания процесса фотоотрыва от глубоких и промежуточных оболочек. Описаны эффекты статической и динамической поляризации, которые учитывают тот факт, что фотоэлектрон, дополнительный по отношению к нейтральному атому, при движении существенно деформирует нейтральный остов. Это влияние может быть учтено статически, путем введения различных модельных потенциалов [12], этого часто бывает i > достаточно для описания фотоионизации глубоких оболочек. С другой стороны, эффекты поляризации могут быть учтены путем введения динамического нелокального поляризационного потенциала, учитывающего обмен, который в рамках Теории Многих Тел (ТМТ) может быть записан как неприводимая собственно-энергетическая часть одночастичной функций Грина, которая вычисляется ab initio, с точностью до второго порядка многочастичной теории возмущений (МТВ). Также подчеркивается, что для адекватного описания фотоионизации необходим учет поляризационных поправок, как для вылетающего фотоэлектрона, так и для основного состояния рассматриваемого иона. Рассматривается также эффект статической релаксации, который, как показали расчеты проведенные в последние годы, вносит определяющий вклад в поведение полных и парциальных сечений при фотоотрыве от глубоких и промежуточных оболочек. Этот эффект заключается в том, что образование вакансии в ионе вызывает деформацию его электронного облака, электронные оболочки существенно "проседают", "перестраиваются". Влияние перестройки менее заметно для электронов, вырываемых из наружной оболочки, и быстрых электронов. Другой важный процесс, вносящий существенный вклад в процесс фотоотрыва от глубоких оболочек, это одновременное возбуждение электронов из наружной оболочки в дискретный спектр. Такое возбуждение- может происходить двумя способами: фотоэлектрон, вылетая из внутренней оболочки, выбивает (возбуждает) электрон наружной оболочки ("выбив с ходу") либо возбуждение наружного электрона происходит за счет деформации электронного облака, вызванного образованием вакансии во внутренней ("встряска"). Эти процессы проявляются в виде ряда резонансов в сечении фотоионизации за порогом возбуждения внутренней оболочки, соответствующие возбуждениям наружного электрона в различные состояния. Кроме этого, во второй главе кратко описываются основные теоретические подходы, используемые в данной работе. Описывается нулевое приближение — приближение Хартри-Фока, внутри- и межоболочечные корреляции ПСФО, метод уравнения Дайсона (УД) для учета поляризации.
Третья глава посвящена изучению фотоионизации промежуточной 4d оболочки тяжелого отрицательного иона Sn~. Получены сечения фотоотрыва от этой оболочки в рамках приближений ХФ и ПСФО с учетом и без учета статической релаксации. Энергии и волновые функции основного состояния иона получены с учетом динамической поляризации в рамках метода УД. Из основных результатов главы можно выделить следующее: в парциальном сечении фотоперехода Ad—+sf обнаружен гигантский резонанс, который предполагалось обнаружить на основе анализа результатов фотоионизации на более легких отрицательных ионах Сг" и Ge~ Показано, что определяющая роль статической релаксации при рассмотрении фотоотрыва от промежуточных оболочек.
В четвертой главе рассмотрены пороговые эффекты, возникающие при фотопоглощении глубоких оболочек отрицательных ионов с заполненной и полузаполненной наружной оболочкой: Li~, С", Si~ и Sn~. Для расчета применены различные методы МТВ и ТМТ. Был разработан модельный подход, позволяющий адекватно учитывать вклад динамической поляризации остова вылетающим электроном в сечение фотоотрыва одновременно с релаксационными и интерференционными эффектами. Основные результаты состоят в следующем: получены сечения фотоионизации Is оболочки ионов Li~ и С", 2s и 2р оболочек иона Si", 4d оболочки иона Sn~ Обнаружено, что на пороге ионизации сечение фотоотрыва внутренних оболочек конов с полузаполненными оболочками (С-, Si~ ,Sn~) ведет себя несколько иным образом по сравнению с наружными оболочками ОИ и внутренними оболочками ионов с замкнутой конфигурацией (Li-). В частности, обнаружен существенно более высокий пик на пороге Is оболочки: порядка 3-4 Мбарн для Li~ и порядка 15-20 Мбарн для С~. Данные расчетов для ионов Li~ и С" находятся в хорошем согласии с экспериментом.
В пятой главе исследуется роль явлений, связанных с возбуждением наружной электронной оболочки при отрыве электрона из внутренней оболочки ОИ. Процесс рассмотрен на примере иона Li~ Проанализирована роль двух типов процессов ("выбивания с ходу" и "встряски"), приводящих к возникновению серии резонансов в сечении фотоотрыва сразу за порогом ионизации внутренней оболочки. Оценена роль многоэлектронных поправок, учитывающих динамическую поляризацию и релаксацию. Основные результаты: на пороге вычисленное сечение не имеет мощного максимума предсказанного в [6] и хорошо согласуются с экспериментально полученными данными [7,8]. Все вычисления демонстрируют резонансное поведение сечения при энергиях фотона, соответствующих возбуждению наружного 2s электрона. Полученные в работе сечения имеют в максимуме существенно меньшее сечение, чем предсказано в работах [6,8] и численно лучше согласуются с экспериментом.
Похожие диссертационные работы по специальности «Физика конденсированного состояния», 01.04.07 шифр ВАК
Формирование и распад резонансных состояний атомов и простых молекул, возбужденных мягким рентгеновским и ультрафиолетовым излучением2007 год, доктор физико-математических наук Демехин, Филипп Владимирович
Природа резонансного фотопоглощения субвалентных оболочек многоэлектронных систем в области вакуумного ультрафиолета и мягкого рентгеновского излучения2000 год, доктор физико-математических наук Лагутин, Борис Михайлович
Поляризационные и интерференционные эффекты в излучательных процессах2000 год, доктор физико-математических наук Астапенко, Валерий Александрович
Многочастичные эффекты при аномальном упругом рассеянии рентгеновского излучения атомом и молекулой2001 год, доктор физико-математических наук Хоперский, Алексей Николаевич
Многочастичные эффекты в процессах рассеяния и излучения структурных частиц1999 год, доктор физико-математических наук Соловьев, Андрей Владимирович
Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Лапкин, Константин Владимирович
Заключение
Проведено исследование различных пороговых резонансных эффектов при фотопоглощении глубокими оболочками отрицательных центров и ионов. Кратко сформулируем основные результаты работы:
• разработана квазиатомная модель учета влияния динамической поляризации остова на вылетающий электрон одновременно с интерференционными и релаксационными эффектами путем введения параметрического поляризационного потенциала. Параметры потенциала выбираются из анализа поведения фазы вылетающего электрона в околопороговой области
• проведено исследование фотоотрыва от промежуточных оболочек ОИ олова. Обнаружены гигантские резонансы в сечении фотопоглощения, вносящие основной вклад в сечение при энергиях выше 40 эВ. Показано, что эффекты статической перестройки играют определяющую роль в процессе фотоотрыва от промежуточных оболочек и их учет кардинальным образом меняет сечение фотопоглощения в оклопороговой области
• в рамках разработанной модели получены сечения фотоотрыва от глубоких оболочек ОИ Li", СТ, Si~, Sn~ Показано, что поляризационное взаимодействие между фотоэлектроном и нейтральным остовом ответственно за формирование околопороговых резонансов в ОИ с открытой наружной оболочкой С, Si", Sri". В ОИ с замкнутой наружной оболочкой (Li~) околопороговый резонанс, как правило, не проявляется.
• разработан подход, позволяющий в рамках ТМТ и МТВ описывать процесс фотоотрыва электрона от внутренней оболочки с одновременным возбуждением наружного электрона в дискретный спектр
• в рамках разработанного подхода получены сечения фотопоглощения с возбуждением для ОИ лития. Показано, что роль таких процессов в ОИ существенно выше, чем для нейтральных атомов.
В заключении автор считает своим приятным долгом выразить искреннюю благодарность своему научному руководителю профессору В.К. Иванову, творческое участие которого в значительной мере способствовало появлению данной работы. Кроме того, хотелось бы выразить благодарность всему коллективу кафедры экспериментальной физики, на которой выполнена работа, профессору В.В. Козловскому за постоянный интерес к работе и искреннюю поддержку, А.С Потапову, всем сотрудникам теоретической группы кафедры физики: Б.Д. Агапьеву, Р.Г. Полозкову, И.А. Шелыху, М.А. Кулову, В.В. Семенихиной и Н.О. Васедкой.
Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Лапкин, Константин Владимирович, 2004 год
1. Hoshino М., Тапака Т., Kitajima М., Tanaka Н., De Fanis A., Pavlychev А.А., Ueda К. The excitation mechanism of the lowest-energy satellite bands in the С 1. core level photoemission of C02. //J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2003. 36. №21. P. L381-L386
2. Kirfel A.,Grybos J., Dmitrienko V.E., Photon-electron interaction and vibration correlations in germanium within broad temperature interval. // Phys. Rev В 2001.64. 165202
3. Ivanov V.K. Theoretical studies of photodetachment // Radiation Physics and Chemistry. 2004. 70. P. 345-370
4. Ivanov V.K., Krukovskaya L.P., Kashenock G.Yu. The evidence of giant "3p53d64s2" resonance in Cr" photodetachment.// J. Phys. В : At. Mol. Opt. Phys. 1998. 31. №2. P.239-247
5. Zhou H.-L., Manson S. Т., VoKy L., Feautrier N., Hibbert A. Dramatic structure in the photodetachment of inner shells of negative ions: Li~ // Phys. Rev. Lett. 2001. 87. 023001-1/4.
6. Kjeldsen H., Andersen P., Folkmann F., Kristensen В., Andersen T. Inner-shell photodetachment of Li" // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2001. 34. №10. L353-L357.
7. Berrah N., Bozek J.D., Wills A.A., Turri G., Zhou H.-L., Manson S.T., Akerman G., Rude В., Gibson N.D., Walter C.W., VoKy L., Hibbert A., Ferguson S.M. K-shell photodetachment of Li": experiment and theory // Phys. Rev. Lett. 2001. 87. 253002-1/4.
8. Gibson N.D., Walter C.W., Zatsarinny O., Gorczyca T.W., Akerman G.D., Bozek J.D., Martins M., McLaughlin B.M., Berrah N. K-shell photodetachment from СГ: Experiment and theory // Phys. Rev. A. 2003. 67. 030703 (R) 1/4.
9. Иванов B.K.; Лапкин K.B.; Кулов M.A. Фотоотрыв электронов из Is оболочки отрицательного иона лития // Письма в Журнал Технической Физики. 2003. т.29. № 15. С. 9-17.
10. Greene, С. H., Robicheaux, F.,. Present trends in the theory of atomic photoionization. // Proc. of the 10th VUV conference. 1993. P. 125-134.
11. Месси Г. Отрицательные ионы,- М.: Мир, 1979,-585с.
12. Abrashkevich, A. G., Shapiro, М., Photoionization of two-electron atoms via the hyperspherical artificial-channel method: Application to IT and He.// Phys. Rev. A. 1994.50 №2. P. 1205-1217.
13. Robertson, J.A., Kutzner, M., Pelley, P., Relaxation and polarization effects in valence photodetachment of the negative fluoride and bromide ions. // Phys. Rev. A. 2001. 63. №4.042715-1/5.
14. Gribakin, G. F., Gribakina, A. A., Gul'tsev, В. V., Ivanov, V. K., Correlational autodetachment of the low-lying shape resonances in C", Si" and Ge" photodetachment. // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1992.25. №8. P. 1757-1772.
15. Moccia, R., Spizzo, P., Lithium anion photodetachment up to the 3s threshold: a K-matrix L2 basis calculation. // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1990. 23. №20. P. 3557-3567.
16. Ramsbottom, C. A., Bell, K. L., Berrington, K. A., Photodetachment cross sections for the 'S bound state of the negative lithium ion. // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1994. 27. №14. P. 2905-2918.
17. Ramsbottom, С. A., Bell, К. L. Cross section for the photodetachment of the negative ion of boron. // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1995. 28. №20. P. 45014508.
18. Miura, N., Noro, Т., Sasaki, F., Theoretical study of the 2s2p4 4P resonance state in the photodetachment of C~. // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1997. 30. №23. P. 5419-5427.
19. Bahrim, C., Thumm, U., Khuskivadze, A. A., Fabrikant, I. I., Near-threshold photodetachment of heavy alkali-metal anions. //Phys. Rev. A 2002. 66. №5. 052712-1/10.
20. Gribakin, G. F., Gul'tsev, В. V., Ivanov, V. K., Kuchiev, M. Yu., Interaction of an alkaline-earth atom with an electron: scattering, negative ion and photodetachment. // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1990. 23. №24. P. 45054519.
21. Liu, C.-N., Starace, A. F., Photodetachment of He" in the vicinity of the He* (n =3,4 and 5) thresholds. // Phys. Rev. A 1999b. 60. №6. P. 4647-4666.
22. Lindroth, E., Photodetachment of H" and Li". // Phys. Rev. A 1995. 52. №4. P. 2737-2749.
23. Kim, D.-S., Zhou, H.-L., Manson, S. Т., Photodetachment of the Is2s2p 4P state of the He" from threshold to 100 eV. // Phys. Rev. A 1997. 55. №1. P. 414-425.
24. Амусья М.Я., Грибакин Г.Ф., Иванов В.К., Чернышева JI.B. Фотоотрыв электронов от внешней оболочки иона йода. //Изв. АН СССР. Серия Физ. 1986. 50. №7. С. 1274-1278.
25. Robertson, J. A., Kutzner, M., Pelley, P., Relaxation and polarization effects in valence photodetachment of the negative fluoride and bromide ions. // Phys. Rev. A. 2001.63. №4. 042715-1/5.
26. Klinkmuller, A. E., Haeffler, G., Hanstorp, D., Kiyan, I. Yu., Berzinsh, U., Pegg, D. J., Photodetachment study of He" quartet resonances below He (n =3) thresholds. // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1998. 31. №11. P. 2549-2557.
27. Ramsbottom, C. A., Bell, K. L., Photodetachment cross sections for the Is2s2p 4P° metastable state of the negative helium ion. // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1999. 32. №5. P. 1315-1333.
28. Andersen, Т., Andersen, H. H., Balling, P., Kristensen, P., Petrunin, V. V., Structure and dynamics of the negative alkaline-earth ions. //J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1997. 30. №15. P. 3317-3332.
29. Andersen, Т., Haugen, H.K., Hotop, H., Binding energies in atomic negative ions: III. //J. Phys. Chem. Ref. Data 1999. 28. P. 1511.
30. Головинский П.А., Киян И.Ю. Отрицательный ион в сильном световом поле. // Усп. Физ. Наук. 1993.60. №6. с. 97-139.
31. Frey, P., Breyer, F., Hotop, Н., High resolution photodetachment from the rubidium negative ion around the Rb (5pi/2) threshold. // J. Phys. B: At. Mol. Phys. 1978.11. №19. P. L589-594.
32. Hotop, H., Threshold behaviour of photodetachment and electron attachment processes. In: Becker, U., Heinzmann, U. // Proc. of IWP-1992. 1993. P. 35-88.
33. Taylor, К. Т., Norcross, D. W., Alkali-metal negative ions. IV. Multichannel calculations of K" photodetachment. // Phys. Rev. A 1986. 34. №5. P. 38783891.
34. Amusia, M. Ya., Gribakin, G. F., Ivanov, V. K., Chernysheva, L. V.', Many-electron correlations in negative ion photodetachment//J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1990.23. №3. P. 385-391.
35. Greene, С. H., // Photoabsorption spectra of the heavy alkali-metal negative ions. Phys. Rev. A. 1990. 42. №3. P. 1405-1415.
36. Ivanov V.K.; Kashenock G.Yu.; Lapkin K.V. Rearrangement effects in inner-shell photodetachment from Sn- negative ion // Proc. SPIE. 2001. 4348, P. 9297.
37. Radojevic, V., Kelly, H. P., Johnson, W. R., Photodetachment of negative halogen ions // Phys. Rev. A. 1987. 35. №5. P. 2117-2121.
38. Brandefelt, N., Lindroth, E., 4S resonances of He" below the He+ (n =1) threshold. // Phys. Rev. A. 1999. 59. №4. P. 2691-2696.
39. Johnson, W. R., Sapirstein, J., Blundell, S. A., Many-body theory applied to negative ions. // J. Phys B: At. Mol. Opt. Phys. 1989. 22. №15. P. 2341-2347.
40. Johnston, A. R., Gallup, G. A., Burrow, P. D., Low-lying negative-ion states of calcium. // Phys. Rev. A 1989. 40. №8. P. 4770-4773.
41. Hanstorp, D., Gustafsson, M., Determination of the electron affinity of iodine. // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1992. 25. №8. P. 1773-1783.
42. Haeffler, G., Kiyan, I. Yu., Hanstorp, D., Davies, B. J., Pegg, D. J., Observation of resonance structure in the Na" photodetachment cross section. // Phys. Rev. A 1999. 59. №5. P. 3655-3659.
43. Walter, C. W., Peterson, J. R., Shape resonance in Ca" photodetachment and the electron affinity of Ca ('S). // Phys. Rev. Lett. 1992. 68. №15. P. 2281-2284.
44. Wigner, E. P., On the behavior of cross sections near thresholds. // Phys .Rev. 1948. 73. №9. P. 1002-1009.
45. Altun, Z., Radojevic, V., Relaxation effects on the 3d photoionization of atomic krypton and the bromine negative ion. //J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1992. 25. №18. P. 3757-3764.
46. Ivanov, V. K., Krukovskaya, L. P., The effects of intershell interaction and core rearrangement in Ge negative ion photodetachment. // J. Phys. B: At. Pviol. Opt. Phys. 1994.27. №18. P. 4111-4122.
47. Ivanov, V. K., Collective phenomena in negative ion photodetachment. In: Connerade, J.-P. (Ed.), Correlations in clusters and related systems. New96perspectives on the many-body problem, Singapore: Wold Scientific Publishing, 1996, - c.73-91.
48. Ivanov, V. K., Krukovskaya, L. P., Kashenock, G. Yu., Near-threshold shape resonance in Cr' outer-shell photodetachment. // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1996b. 29. №8. L313-L319.
49. Ivanov, V. K., Krukovskaya, L. P., Kashenock, G. Yu., The evidence of giant "3p53d64s2" resonance in Cr" photodetachment. // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1998. 31. №2. P. 239-247.
50. Иванов В.К., Ипатов А.Н., Круковская Л.П. Фотоотрыв от отрицательных ионов с ns2 оболочкой. // Опт. Спектр. 1997. 83. №5. с. 726-732
51. Zhou, H.-L., Manson, S. Т., Vo Ky, L., Hibbert, A., Berrington, K.A., R-matrix calculation of the photodetachment of the He" Is2s2p 4P in the region of the Is threshold. // Proc. of ICPEAC-1999. 1999. p. 123.
52. Xi, J., Froese Fischer, C., Photodetachment cross section of He" (Is2s2p 4P°) in the region of the Is detachment threshold. // Phys. Rev. A 1999. 59. №1. P. 307-314.
53. Амусья М.Я. // Известия АН СССР, сер.физ. 1981. 45. №12. с. 2242-2254.
54. Samson, J. A. R., Atomic photoionization. // Handbuch der Physik 31. 1982. P. 123-213.
55. Berrah N., Bozek J.D., Bilodeau R.C., Kukk E. Studies of complex systems: from atoms to clusters // Radiation Physics and Chemistry. 2004. 70. P. 57-82
56. Greene, С. H., Robicheaux, F., Present trends in the theory of atomic photoionization. // Proc. of VUV-10. 1993. P. 125-134.
57. Kashenock, G. Yu., Ivanov, V. K., Collective effects in B~ photodetachment. // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1997. 30. №19. 4235-4253.
58. Carlin N.M., Ramsbottom C.A., Bell K. L. and Hibbert A. K-shell photodetachment of the negative ion of beryllium // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2003. 36. P. 3637-365163
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.