Electron impact excitation of the lowest doublet and quartet core-excited autoionizing states in Rb atoms

Abstract

Electron impact excitation of the (4p55s2)2P3/2,1/2 and (4p54d5s)4P1/2,3/2,5/2 autoionizing states in rubidium atoms was studied experimentally by measuring the ejected-electron excitation functions and theoretically by employing a fully relativistic Dirac B-spline R-matrix (close-coupling) model. The experimental data were collected in an impact energy range from the respective excitation thresholds up to 50 eV with an incident electron energy resolution of 0.2 eV and an observation angle of 54.7°. Absolute values of the excitation cross sections were obtained by normalizing to the theoretical predictions. The observed near-threshold resonance structures were also analysed by comparison with theory. For the 2P3/2,1/2 doublet states, a detailed analysis of the R-matrix results reveals that the most intense resonances are related to odd-parity negative-ion states with dominant configurations 4p55s5p2 and 4p54d5s6s. The measured excitation functions for the 2P1/2 and 4PJ states indicate a noticeable cascade population due to the radiative decay from high-lying autoionizing states. A comparative analysis with similar data for other alkali atoms is also presented.

Electron-impact excitation of the 5$$\varvec{^2\textbf{S}_{1/2} \rightarrow 5^2\textbf{P}_{1/2}}$$ and 5$$\varvec{^2\textbf{P}_{3/2}}$$ transitions in rubidium by 40 eV electrons: theory and experiment

“…The present results were obtained with 150 and 325 states, respectively, included in the two close-coupling models labelled DBSR-150 and DBSR-325 below. In the latter model, the number of target states (physical plus pseudo) for the various partial-wave symmetries with total electronic angular momentum J and parity π = ± was: ( Most of the states had the valence configuration 4p 6 n with = 0 − 4, but some states with 4p 5 n 1 1 n 2 2 were also constructed in order to properly account for the polarizability of the core and to include important autoionizing states [22]. The R-matrix radius was set to 50 a 0 , where a 0 = 0.529 × 10 −10 m is the Bohr radius.…”

Electron-impact excitation of the (4p⁵5s5p)⁴S_3/2 quasimetastable state in rubidium atom

“…Ще однією особливістю, яка є характерною для майже всіх р 5 n1l1n2l2 автоіонізаційних станів (АІС) лужних атомів є наявність на їх функціях збудження інтенсивних резонансів в припороговій області енергій, походження яких можна пов'язати лише з утворенням короткоіснуючих станів негативного іона [4][5][6].…”

“…Експериментальна техніка і методика проведення вимірювань описані в наших попередніх роботах [5,9]. Тут коротко опишемо тільки основні деталі досліджень.…”

“…2б)), то можна помітити подібну енергетичну поведінку -маленький припороговий максимум і наступний чітко виражений широкий максимум. Детальний теоретичний аналіз перерізу (4p 5 4d5s) 4 P1/2 [5] показав, що припорогове збудження даного АІС має виключно резонансний характер і розрахунки методом R-матриці з B-сплайнами (пунктирна лінія на рис. 2б)) прогнозують наявність принаймні двох резонансів негативного іона Rbв цій області.…”

“…Ефективні перерізи збудження квазіметаста-більних (4p 5 5s5p) 4 S3/2 стану атома рубідію (а) та (3p 5 4s4p) 4 S3/2 стану атома калію (б). Пунктирна лінія -теоретичні розрахунки методом R-матриці з B-сплайнами [5]. Експериментальні дані приведені в надпорогових одиницях, пороги збудження (4p 5 5s5p) 4 S3/2 та (3p 5 4s4p) 4 S3/2 станів -16.64 еВ та 20.02 еВ, відповідно.…”