Overbarrièreionisatie

Overbarrièreionisatie, ook wel ionisatie over de barrière genoemd, is een ionisatieproces waarbij een elektron uit een atoom of ion ontsnapt doordat een extern elektrisch veld de Coulombbarrière zodanig verlaagt dat het elektron klassiek over de barrière kan ontsnappen, in plaats van door tunneling.

Mechanisme: onder invloed van een sterk extern veld wordt het potentiaal langs de veldas zodanig verschoven dat de barrière dunner wordt en bij een kritieke veldsterkte zelfs volledig verdwijnt. Het elektron kan dan in één stap ontsnappen zonder quantummechanisch door een barrière te tunnelen. Bij minder extreme velden treedt ionisatie meestal op via tunneling of via multiphotonprocessen; overbarrièreionisatie treedt op als de barrière zodanig verzwakt is dat klassieke ontsnapping mogelijk wordt.

Relatie met andere ionisatie-mechanismen: in sterke velden wordt vaak het Keldysh-parameter concept gebruikt om regimes te onderscheiden. Bij zeer sterke velden kan barrier suppression ionisatie domineren boven tunneling- of multiphoton-ionisatie. De exacte drempelwaarde van het veld hangt af van de ionisatiepotentiaal van het elektron, de pulsduur en de specifieke elektronconfiguratie.

Toepassingen en context: overbarrièreionisatie speelt een rol in sterkveld- en laserspectroscopie, plasma-initiatie en ionisatieprocessen bij intense veldomstandigheden in atom- en molecuulfysica. Modeling en interpretatie van ionisatie-yields in extreem krachtige velden vereisen meestal naast tunneling- of multiphotonbenaderingen ook aandacht voor barrier suppression.

Zie ook: tunnelionisatie, multiphotonionisatie, sterkveldionisatie, Keldysh-parameter, Stark-effect.