短强真空紫外脉冲辐照下原子团簇的电离与膨胀动力学

使用动力学玻尔兹曼方程模拟了短强真空紫外脉冲辐照下氙团簇的电离和膨胀动力学。这个统一模型包含了由该辐射诱导的团簇动力学中的主要相互作用。研究了演化动力学对团簇尺寸$N_{atoms}=20-90000$和脉冲注量$F=0.05-1.5$ J/cm$^2$（对应强度范围$10^{12}-10^{14}$ W/cm$^2$，辐照时间$\leq 50$ fs）的依赖性。发现我们的模型预测与实验数据吻合良好。我们发现，在辐照过程中，团簇形成了一种壳层结构，由带正电的外壳和净电荷为零的内核组成。这些壳层的宽度取决于团簇尺寸。在小团簇（$N_{atoms}=20,70$）中，带电外壳很大，其库仑爆炸驱动了这些团簇的膨胀。在大团簇（$N_{atoms}=2500,90000$）中，中性内核很大，在外壳库仑爆炸后，它进行流体动力学膨胀。内核中的高电荷离子与电子高效复合。结果，我们观察到内核中产生了大量中性原子，其数量取决于团簇尺寸。