公司研究生最新研究成果入选《Physical Chemistry Chemical Physics》封面论文

研究电离辐射在固体中损失能损的微观机制不仅对原子核物理、辐射物理和电离辐射剂量学有重要的科学意义，而且对探索材料的辐照损伤效应具有重要的工程应用价值。从电离辐射剂量学的角度来看电离辐射在介质中沉积能量的主要机制是电子激发和电离，辐照缺陷的产生和演化都与离子的电子能损密切相关，因此，载能离子在固体中电子能损的微观机制是离子束与固体相互作用研究领域的一个十分重要的基本问题。最新的实验测量结果发现载能离子束在固体中电子能损的微观机制呈现出一些新现象，探索固体的内层电子激发效应对正确描述载能离子的电子能损非常重要。

最近，威廉希尔毛飞教授团队对质子辐照条件下金属钯（Pd）中内层电子激发的微观机制研究取得了重要进展。该团队通过建立包含了内层电子构型的钯原子赝势模型，采用第一性原理激发态分子动力学研究了载能质子在钯中激发内层电子的微观机制及其对电子能损的贡献。新的赝势模型不仅能够正确地描述钯的内层电子的平衡态电子结构，而且还能良好地描述质子辐照条件下内层电子的激发态性质。他们的研究结果表明钯的内层电子激发对高能质子的电子能损贡献显著，并对电子能损布拉格峰的定量描述至关重要。该研究工作加深了人们对离子束与物质相互作用微观机理的认识。

图1 论文摘要截图

图2 质子在钯中的电子阻止本领

该研究成果以“钯的内层电子激发对质子电子能损的贡献”（The contribution ofinnerelectron excitation totheelectronic stopping power of palladiumfor protons）为题发表在物理化学领域的Top期刊PhysicalChemistry Chemical Physics上（JCR 1区），论文详情请见Phys. Chem. Chem. Phys.25,9043(2023)。该工作得到了审稿人的高度认可，并称这个工作“This is an interesting, timely, and well executed study which makes important contributions to the field of electronic stopping power in materials（这是一个令人感兴趣、及时且执行良好的工作，它对材料的电子阻止本领研究领域做出了重要贡献）”。因此，该论文入选2023年Phys. Chem. Chem. Phys.第13期的封面文章。论文链接：https://doi.org/10.1039/D2CP05510D。

图3 2023年Phys. Chem. Chem. Phys.第13期的封面

威廉希尔硕士研究生金文琦为该论文的第一作者，毛飞教授为论文的通讯作者。毛飞教授团队长期从事载能离子束与物质相互作用微观机制方面的理论研究，近年来取得了一系列重要的研究成果。该研究工作得到了国家自然科学基金项目（11975119）的资助。