中文摘要：

本课旨在研究高离化态离子轰击材料表面引发的库仑爆炸效应及其形成的表面纳米蚀坑与入射离子电荷态和能量的相关性，初步搞清高离化态重离子轰击固体表面产生纳米结构的微观机理。该研究是核科学技术与纳米材料科学的交叉课题，涉及到高离化态离子物理，固体表面物理和纳米技术等多个研究方向。高离化态离子物理是近年来快速发展的一门新兴物理学科。高离化态离子的库仑爆炸是尚未认识清楚的极端条件下物质相互作用过程，其在固体表面产生的纳米结构可明显改变材料表面的光学、电学、化学和生物学特性，在国防(隐形材料)、微电子与信息技术(量子计算机与大容量储存媒介)、材料表面处理(增强材料表面抗腐蚀、硬度、耐磨、光学和生物兼容性等特性)、生命科学技术(DNA、大分子的微加工)等诸多领域有潜在应用价值。因此，该研究本身既具有重大科学学术意义；又具有潜在应用价值，是国际前沿、国内空白的研究课题。

结论摘要：

高电荷态离子引发的库仑爆炸现象是尚未认识清楚的极端条件下物质的相互作用过程，其在固体表面产生的纳米结构可明显改变材料表面的光学、电学、化学和生物学特性，在国防、微电子与信息技术、材料表面处理、生命科学技术等诸多领域有重要潜在应用价值。本课题重点研究了高电荷态离子在材料表面产生的纳米缺陷的形貌、几何参数与离子电荷态、动能的相关性，并估算出了纳米缺陷的体积及相应的移位原子数，初步搞清了高电荷态重离子轰击固体表面产生纳米结构的微观机理；关于低速高电荷态重离子在材料表面的溅射行为研究，获得了十余种样品表面的溅射产额与入射离子电荷态，动能和入射角之间的相关性，定性解释了高电荷态离子在不同材料表面溅射的机理，并用理论公式对其产额的角分布曲线做了拟合，得到了较好的结果；在高电荷态离子产生和引出技术研究中，并分别测量了溢出模式和脉冲模式中不同条件下，电子束离子源引出束离子源引出离子的电荷态分布，并利用二极分析磁铁分辨不同电荷态离子，发现电荷态分布是离化时间的函数。