Dynamics of highly charged ions interacting with surfaces

Promotie: dhr. E. Bodewits, 14.45 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Dynamics of highly charged ions interacting with surfaces

Promotor(s): prof.dr.ir. R.A. Hoekstra

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

 

Oppervlaktedynamiek van hooggeladen ionen

Al decennialang wordt er onderzoek gedaan aan de interactie tussen ionen en oppervlaktes. Met name als het gaat om meervoudig geladen ionen, en zeker hooggeladen ionen, is er sprake van lacunes in onze kennis. Hooggeladen ionen kunnen potentiële energieën van vele keV’s hebben. De vraag is nog altijd hoe deze enorme hoeveelheid energie zich verspreidt aan een oppervlakte en nog wel in een extreem korte tijd van enkele femtoseconden. In deze korte tijd worden tientallen elektronen uitgewisseld en uitgezonden en ontstaat voor korte tijd een exotisch atoom met alleen maar elektronen in buitenschillen: een zogenaamd hol atoom.

Erwin Bodewits bestudeerde de rol van de elektronische structuur (metaal of isolator) van het oppervlak. Niet geheel onverwacht blijkt dat een isolator oppervlak oplaadt. Dit resultaat kan gebruikt worden om ionen te geleiden, en dus te sturen, met behulp van nanocapilairen en biedt in de toekomst de mogelijkheid om gericht celonderdelen te bestralen voor bijvoorbeeld radiotherapiestudies.

Met behulp van een nieuwe opstelling is het mogelijk om het aantal elektronen dat wordt uitgezonden door een enkel ion te meten. Hier kan onderscheid gemaakt worden tussen bijdrages van potentiële en kinetische emissie. Door middel van het opdampen van C60 is het mogelijk om de elektronische structuur van een metaal te veranderen in een isolator. Dit is succesvol gedaan en het is gebleken dat de hoeveelheid elektronen die uitgezonden wordt wanneer het oppervlakte uit C60 bestaat 30% hoger is dan wanneer het goud betreft. De toename is al bijna geheel bereikt bij slechts een enkele monolaag van C60.

Erwin Bodewits (Hoogezand-Sappemeer, 1982) studeerde natuur- en sterrenkunde in Groningen. Het onderzoek werd uitgevoerd bij het Kernfysische Versneller Instituut van de RUG en gefinancierd door Euratom-FOM.