Доцент И.К. Гайнуллин
Ученые физического факультета МГУ совместно с коллегами из Томского политехнического университета впервые численно промоделировали трехмерные эффекты электронного обмена при взаимодействии между атомными частицами и наносистемами. Полученные аналитические результаты важны для количественной диагностики твердых тел и наносистем с помощью ионных пучков.
При помощи разработанного авторами высокоэффективного программного пакета был численно изучен резонансный электронный обмен между отрицательным ионом и металлическими наносистемами. Было показано, что в процессе зарядового обмена, электрон последовательно занимает собственные электронные состояния наносистемы, по координатам z, ρ, φ. Электронный переход между атомной частицей и наносистемой является обратимым процессом, поэтому по прошествии определенного времени электрон туннелирует в обратном направлении (переходит на атомную частицу). Показано, что эффективность электронного обмена
Демонстрация квантово-размерного эффекта – немонотонная зависимость эффективности электронного перехода от размера наносистемы (слева) и визуализация квантовых вихрей (справа).
существенно зависит от размера наносистемы, а также от латерального положения атомной частицы (т.н. квантово-размерный и латеральный эффекты). Это значит, что конечное зарядовое состояние атомной частицы при взаимодействии ионного пучка с поверхностью сильно зависит от траектории пучка и размера наносистем на поверхности. Также было показано, что поток электронной плотности образует квантовые вихри, что является достаточно нетривиальным результатом для рассматриваемой статической системы. В заключение были определены пределы применения широко используемого адиабатического приближения
I.K. Gainullin, M.A. Sonkin. Physical Review A. 92, 022710 (2015). doi:10.1103/Phys.Rev.A.92.022710
