DESIREE 中的双阴离子诊断：来自溅射离子源的 $\text{C}_{n}^{2-}$ 高灵敏度探测

使用具有固态石墨靶的溅射离子源产生双阴离子，重点为碳簇双阴离子 $\text{C}_{n}^{2-}$（$n=7-24$）。来自源的单电荷与双电荷阴离子一同被加速至每电荷原子单位 10 keV 的动能，并注入斯德哥尔摩大学 Double ElectroStatic Ion Ring Experiment 装置的低温（13 K）离子束存储环之一。注入环内、内部热的 $\text{C}_{n}^{2-}$ 双阴离子的自发衰变产生动能为 20 keV 的 $\text{C}^{-}$ 阴离子，由微通道板探测器计数。通过扫描离子注入线上 $90^{\circ}$ 分析磁铁的磁场所产生的质谱，反映出内部热的 $\text{C}_{7}^{2-}-\text{C}_{24}^{2-}$ 双阴离子的产生，其寿命处于数十微秒至毫秒范围。尽管该方法灵敏度高，仍未发现 $\text{C}_{6}^{2-}$ 的确凿证据，而存在具有预期同位素分布的清晰 $\text{C}_{7}^{2-}$ 信号。推导出 $\text{C}_{6}^{2-}$ 信号的上限，比 $\text{C}_{7}^{2-}$ 信号小两个数量级。此外，还探测到了 $\text{C}_{n}\text{O}^{2-}$ 与 $\text{CsCu}^{2-}$ 双阴离子。