WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Надбарьерная ионизация кластеров в переменном поле происходит ступенчато (в отрезки времени вблизи максимума импульса, когда величина cos t в Vext(r, t) принимает значения, близкие к -1). В процессе взаимодействия кластера с импульсом надбарьерная ионизация начинается раньше резонансной и приводит к снижению одноэлектронных энергетических уровней в кластере и увеличению расстояния между уровнями, в результате чего резонансное поглощение происходит при более высоких энергиях, чем следует из невозмущенного энергетического спектра. Проиллюстрируем этот процесс с помощью рис. 4. В рассматриваемом интервале частот надбарьерная ионизация слабо зависит от частоты излучения. Поэтому в процессе взаимодействия кластера Рис. 5. Временная зависимость изменения кинетической с импульсами, имеющими одинаковую интенсивность и энергии Wkin электронов, оставшихся в кластере Na8 в длительность, но разную энергию фотонов, смещение процессе взаимодействия с импульсом длительностью 40 fs, энергетических уровней вследствие надбарьерной иониимеющим максимальную интенсивность 2.5 1013 W/cm2 и зации происходит приблизительно одинаково от поло- энергию фотонов 1.80, 2.25 и 2.30 eV. 1 — огибающая импульса жения E0 (в отсутствие внешнего возмущения) до ET (в произвольных единицах).

j j Физика твердого тела, 2002, том 44, вып. 174 Л.И. Куркина ”закачка” энергии в кластер происходит во время резонансного однофотонного поглощения. Однако зависимость Wkin от размера кластера более существенная, чем для Nesc. Если величина Nesc при энергиях фотонов ниже 2 eV в среднем пропорциональна квадрату радиуса кластера, то значение Wkin пропорционально радиусу кластера в четвертой степени (выше 2 eV зависимость более сложная и связана с проявлениями особенностей энергетического спектра электронов в кластерах разного размера).

Таким образом, проведенные в данной работе исследования взаимодействия кластеров с сильными лазерными импульсами показывают, что при большой мощности импульсов одночастичные механизмы поглощения электроРис. 6. Спектральная зависимость изменения кинетической магнитного излучения могут приводить к многократной энергии Wkin электронов, оставшихся в кластере Na40 под ионизации и нагреву металлических кластеров. При этом действием лазерных импульсов различной максимальной инэффективность процесса определяется главным образом тенсивности I0 и длительности T. I0 (1012 W/cm2) и T (fs):

интенсивностью поля, а не полной энергией импульса.

1 — 5 и 20, 2 — 10 и 100, 3 — 50 и 20. Импульсы (2) и (3) несут одинаковую энергию.

Список литературы [1] W. Ekardt. Phys. Rev. Lett. 52, 21, 1925 (1984).

Как уже отмечалось выше, влияние длительности [2] W. Ekardt. Phys. Rev. B31, 10, 6360 (1985).

импульса на спектр ионизации кластеров менее значи- [3] M.J. Puska, R.M. Nieminen, M. Manninen. Phys. Rev. B31, 6, тельно в сравнении с интенсивностью поля. Как видно 3486 (1985).

[4] D.E. Beck. Phys. Rev. B35, 14, 7325 (1987).

из рис. 2 (кривые 1 и 2 для импульсов с одинаковой [5] A. Rubio, L.C. Balbas, J.A. Alonso. Phys. Rev. B45, 23, интенсивностью I0 = 5 1012 W/cm2 и T = 20 и 200 fs 657 (1992).

соответственно), увеличение длительности импульса при [6] L.I. Kurkina, O.V. Farberovich. Phys. Rev. B54, 20, сохранении максимальной интенсивности влияет глав(1996).

ным образом на резонансное (одно- и многофотонное) [7] K. Selby, M. Vollmer, J. Masui, V. Kresin, W.A. de Heer, поглощение, приводя к росту резонансных максимумов.

W.D. Knight. Phys. Rev. B40, 8, 5417 (1989).

В случае более сильных полей при изменении длитель[8] K. Selby, V. Kresin, J. Masui, M. Vollmer, W.A. de Heer, ности импульсов изменяется также ”тонкая” структура A. Scheidemann, W.D. Knight. Phys. Rev. B43, 6, спектров Nesc.

(1991).

На рис. 5 представлено изменение кинетической энер- [9] W.A. de Heer. Rev. Mod. Phys. 65, 3, 611 (1993).

гии Wkin(t) электронов, оставшихся в кластере Na8, [10] M. Brack. Rev. Mod. Phys. 65, 3, 677 (1993).

[11] E.K.U. Gross, W. Kohn. Adv. Quant. Chem. 21, 1, 255 (1990).

в процессе взаимодействия с лазерными импульсами, [12] T. Ditmire, T. Donnelly, A.M. Rubenchik, R.W. Falcone, имеющими те же параметры, что и на рис. 1 для M.D. Perry. Phys. Rev. A53, 5, 3379 (1996).

Nesc(t). Wkin(t) рассчитывалось как разность между [13] R. Schlipper, R. Kusche, B. von Issendorf, H. Haberland. Phys.

кинетической энергией электронов, находящихся внутри Rev. Lett. 80, 6, 1194. (1998).

сферического ”ящика” с радиусом Rbox в заданный мо[14] L. Kller, M. Schumacher, J. Khn, S. Teuber, мент времени t, и кинетической энергией электронов J. Tiggesbumker, K.H. Meiwes-Broer. Phys. Rev. Lett., в невозмущенном кластере при t = 0. Отчетливо видна 82, 19, 3783 (1999).

корреляция в поведении Nesc(t) и Wkin(t). Следует [15] S.H. Vosko, L. Wilk, M. Nusair. Can. J. Phys. 58, 8, отметить сильную ”раскачку” Wkin(t) в процессе взаи(1980).

модействия кластера с импульсом, которая в отсутствие [16] C.F. Ullrich, P.-G. Reinhard, E. Suraud. Eur. Phys. J. D9, 1–4, резонансного поглощения (рис. 5 для = 2.30 eV) 407 (1999).

затухает к концу импульса, не приводя в итоге к за- [17] М.Б. Смирнов, В.П. Крайнов. ЖЭТФ 115, 6, 2014 (1999).

[18] С. Кунин. Вычислительная физика. Мир, М. (1992).

метным изменениям кинетической энергии кластерных 518 с. [S.E. Koonin. Computational Physics. Addison-Wesley электронов.

Publishing Company (1986)].

Для анализа изменения кинетической энергии электро[19] Л.И. Куркина. ФТТ 43, 4, 759 (2001).

нов в кластере в результате взаимодействия с лазерным [20] L.I. Kurkina, O.V. Farberovich. Z. Phys. D37, 4, 359 (1996).

импульсом в целом было проведено усреднение Wkin(t) по последней трети импульса (как и для Nesc ). Расчет показал, что структура усредненных спектров Wkin (рис. 6) повторяет структуру соответствующих спектров Nesc. Как и следовало ожидать, наиболее эффективная Физика твердого тела, 2002, том 44, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.