随着各种测量方法的应用和探测技术的提高,近年来各种离子源,如ECRIS(Electron Cyclotron Resonance Ion Source,电子回旋共振离子源)、EBIS(Electron Beam Ion Source,电子束离子源)、EBIT(Electron Beam Ion Trap,电子束离子阱)源等原则上能提供任意高电荷态的离子,这允许我们开展高电荷态离子的研究工作,而在以前只有在宇宙中或者实验室里高温等离子体内才存在这种离子。 高电荷态离子目前应用很广泛,在原子结构、核结构的研究和验证、相对论、量子电动力学、基本粒子物理的研究和检验以及对天体、核聚变等各类等离子体的研究和诊断都有着重要的作用。关于低速高电荷态离子同表面作用也成为其中很重要的研究工作,可以更好的了解表面结构、探索新的结构改性方法和相关纳米技术的研究发展。 本论文参考处理低能高电荷态离子同表面相互作用过程中广泛采用的经典过垒模型来处理入射离子轨道能级上电荷转移的变化和对入射离子运动状态的影响,并对这个过程设计相关程序通过计算机进行模拟。此外,针对高电荷态离子穿透非晶态靶物质的碰撞散射过程中,考虑到电子云屏蔽的影响,引入屏蔽库仑势能,在很难得到解析描述的情况下,通过编写算法计算散射截面及能量分布,并对模拟结果进行分析讨论。 本论文的内容分为以下几个章节:第二章简单说明当前HCI同表面作用的研究方向;第三章详解介绍COBM理论及相关知识;第四章是有关HCI在靶内,同靶原子中的电子和靶核相互作用相关理论:第五章简单介绍通用的几种模拟计算方法和程序;第六章具体阐述本论文中关于SHCI在表面上和靶内模拟程序设计的思想和理论;第七章给出模拟结果及相关讨论;第八章是本论文研究工作的总结。