电荷转移研究不仅是表面物理、表面化学等基础研究领域的重要课题,而且可以应用于表面分析、天体物理学、等离子体物理和聚变研究等领域。离子-表面散射技术是研究电荷转移最为直接的手段之一。目前,大多数离子-表面散射电荷转移研究都集中在金属表面。石墨作为热核聚变反应的第一壁材料和偏滤器材料,关于其表面之上的电荷研究比较少,并且大部分都局限在氢离子的研究上。研究结果不尽一致,一些关键性的问题还没有得到解释。其他多电子粒子在HOPG表面散射的研究已受到广泛关注,对其研究有利于理解多体相互作用。电荷转移过程中正离子或负离子的形成尤为引人关注,相比于负离子,目前正离子形成的研究比较少。本文主要研究了入射能量为8.5-22.5 keV的C-、O-、F-三种负离子在HOPG表面散射的电荷转移过程,散射角为8°。我们通过一维位置灵敏探测器观察到散射粒子具有三种不同的电荷态,即负离子、中性原子和正离子,重点测量了正离子份额与入射能量和角度的依赖关系。研究发现:正离子份额随入射能量和角度的增大而单调下降,能量依赖关系与以往的研究截然不同,无法用已知电离机制进行解释。通过分子动力学的轨迹模拟,发现了入射角度接近表面平面沟道效应产生的临界角,一部分离子可以进入表面以下。我们引入了一个与入射速度垂直分量相关的穿透概率,认为进入表面以下的离子穿出表面时变成了中性原子。正离子主要来源于表面之上离子的近距离碰撞,在远离表面的过程中由于中性化而逐渐衰减。综合以上因素,我们成功地解释了反常的正离子行为。