Wechselwirkung niederenergetischer hochgeladener Ionen mit Materie

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Das vorliegende Werk befasst sich mit experimentellen Untersuchungen der Wechselwirkung niederenergetischer hochgeladener Ionen mit neutraler Materie. Der hier erforschte Geschwindigkeitsbereich ist von großem Interesse sowohl für das Verständnis von Ladungsaustauschprozessen zwischen Ionen des Sonnenwinds und astrophysikalischen Gasen, als auch für die Erzeugung besonders oberflächennaher Nanostrukturen auf Isolatoren. Die dafür aufgebaute Anlage ermöglicht es, die kinetische Energie eines Strahls hochgeladener Ionen um mehr als zwei Größenordnungen zu verringern und ihn auf ein gasförmiges oder festes Target zu fokussieren. Durch den Einsatz einer Koinzidenzmethode zur gleichzeitigen Detektion der beim Ladungsaustausch emittierten Photonen und der dazugehörigen Projektil-Ionen konnten erstmals Reaktionskanäle getrennt werden, deren Überlagerung in früheren Experimenten mutmaßlich zu großen Unsicherheiten und systematischen Fehlern geführt haben. Dabei konnten überraschend große Beiträge bekannter, sowie das Auftreten bisher nur vermuteter Zerfallsprozesse im Spektrum Ladungsaustausch-induzierter Röntgenemission erstmals experimentell belegt werden.