Wechselwirkungen sehr langsamer hochgeladener Ionen mit einer ...

30 2. Fundamentale Wechselwirkungen
Abbildung 2.9: Screening Dynamics Mit zunehmender Auffüllung der Rydbergzustände
werden die n– und die (n-1)–Mannigfaltigkeiten energetisch nach oben verschoben.
Im Zusammenspiel mit dem Bildladungsshift ergibt sich ein dynamischer
Elektronenaustausch zwischen Valenzband und den Rydbergniveaus.
Zu Beginn des Neutralisationsprozesses im Abstand einiger 10˚A vor dem
Kristall befindet sich die n–Mannigfaltigkeit des nackten Ions oberhalb der
Fermienergie EF , so daß RN–Prozesse einsetzen können. Durch die anwachsende
gegenseitige Abschirmung der Elektronen mit zunehmender Besetzung
der n–Schale klettert dieser Rydbergzustand bei einer bestimmten Anzahl
von Elektronen aus der Resonanz mit dem Valenzband hinaus. Er wird dann
über RI–Prozesse solange entvölkert, bis die Resonanzbedingung wiederhergestellt
ist.
Andererseits kann das tieferliegende (n-1)–Niveau durch den gleichen Abschirmeffekt
in Resonanz mit dem Valenzband geraten. Der Elektronentransfer
beginnt dann auch über diese Schale abzulaufen. Sobald sie einen bestimmten
Besetzungsgrad erreicht hat, wandert die obere n–Schale dauerhaft
aus der Resonanz heraus. Es hat sich dann effektiv ein Transfer der Elektronen
in eine weiter innen liegende Schale ereignet, wobei das Valenzband
gewissermaßen als ≪Katalysator≫ fungierte.
Dieser Populationstransfer kann sich solange fortsetzen, bis der Abschirmeffekt
der i–ten Schalen nicht mehr ausreicht, um das (i-1)–te Niveau über
die Unterkante des Valenzbandes hinauszudrücken. Modellrechnungen sagen
diese Unterbrechung der Screening Dynamics z.B. für Ne 9+ bei n=5 voraus.
Die Bildladungskraft verursacht ebenfalls eine Anhebung der atomaren Rydbergniveaus.
Ihre Wirkung wird aber erst bei Abständen unterhalb von etwa