中文摘要：

随着原子物理、表面物理以及材料物理的发展，在超低能（几eV）高电荷态离子方向开辟了一个极有发展潜力的研究方向，该种离子束流具有（1）、电荷态高，束运管道真空度极高，空间电荷效应明显；（2）离子在输运空间发散严重；（3）离子能量容易受外界影响，而产生较大的能散；（4）产生的超低能离子束流强度低，不易对其进行分析处理等特点。该课题针对这些难题，理论上用SUPERFISH，PBGUNS，SIMON等程序分别模拟计算减速透镜的电场分布及相关的光学参数，超低能束流的传输轨迹，以及完成对产生的超低能束流品质的理论评估等。实验上，先利用现有的低能强流离子束流线建立一个超低能实验平台，在平台上完成一系列相关测试与实验，与理论计算的结果反复比较，逐步形成一个该种束流产生与传输的成熟物理图像。用正电子冷却的方法对超低能高电荷态离子束进行处理，有效提高束流品质，为该方向研究提供新的方法。

结论摘要：

随着原子物理、表面物理以及材料物理的发展，在高电荷态离子研究领域开辟了一个极有发展潜力的研究方向，该方向主要利用超低能（几eV/q）高电荷态离子束流进行相关研究，该种离子束流具有（1）、离子电荷态高，束运管道真空度要求极高，空间电荷效应明显；（2）、离子束在束运空间发散严重；（3）、离子能量容易受外界影响，而产生较大的能散；（4）、产生的超低能离子束流强度低，不易对其进行分析处理等特点。该课题针对这些难题，理论上用OPERA 3D、PBGUNS、TRACE 3D、SIMION等程序分别模拟计算了束流从离子源引出与传输及减速等物理过程中的一系列关键物理参量与特性变化，对超低能束流的产生与传输进行了合理的评估。实验上，基于理论设计与计算，搭建了一个综合的低能实验平台，该平台理论上可提供25 keV/q～10 eV/q各种电荷态的正离子，为国内在相关研究方向的实验开展创造了前所未有的实验条件。