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与实验数据一致、用于建模的新型复合与混合结合能溅射模型

地球与行星天体物理 2023-04-25 v1 天体物理仪器与方法 空间物理

摘要

经历太阳风溅射的岩质行星与卫星持续向其环绕的外逸层供给抛射的中性原子。为理解抛射物的数量与性质,主要使用具有默认设置的成熟二元碰撞近似蒙特卡洛代码(如 TRIM)。诸如 SDTrimSP 等改进模型已经出现,并结合新的实验数据对底层假设提出了挑战。我们引入一种混合模型,将先前的表面结合能方法与类似于 Hofsäss & Stegmaier(2023)的新体结合能模型相结合。此外,我们通过区分源自矿物化合物(如氧化物或硫化物)的自由组分与束缚组分来扩展模型实现。氧化物与硫化物的使用还能够正确设置矿物的质量密度,此前这仅限于手动设置各元素的原子密度。所采用的所有能量与密度均基于列表数据,因此仅需极少的用户输入且无需参数拟合。我们发现新实现的混合模型与先前发表的入射角距表面法线达 45° 的溅射产额具有空前的一致性。对于顽火辉石 MgSiO3_3 质量溅射的角分布,与最新实验数据吻合良好。能量分布再现了氧化金属实验数据的趋势。未来矿物实验数据预计也会出现类似趋势。因此,该模型达到了其广泛适用且便于岩质天体外逸层建模者使用的目的。

关键词

引用

@article{arxiv.2304.12048,
  title  = {New compound and hybrid binding energy sputter model for modeling purposes in agreement with experimental data},
  author = {Noah Jäggi and Andreas Mutzke and Herbert Biber and Johannes Brötzner and Paul Stefan Szabo and Friedrich Aumayr and Peter Wurz and André Galli},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2304.12048},
  year   = {2023}
}

备注

23 pages, 6 figures, 3 tables