Intra-atomic relativistic effects on the spin polarization in low-energy electron scattering from Ca, Sr, Ba, and Yb atoms

Abstract

The influence of intratarget relativistic effects on electron spin polarization is studied for low-energy electron scattering from Ca, Sr, Ba, and Yb atoms, for which a low-lying d-wave shape resonance is predicted. The motion of the scattering electron is described by solving the continuous-state Dirac-Fock equations plus a parameter-free correlation-polarization potential. The targets are represented using Dirac-Fock, Cowan's quasirelativistic Hartree-Fock, and nonrelativistic Hartree-jock wave functions, in which the intra-atomic (also called the indirect) relativistic effects are incorporated in varying degrees. It is shown that the intra-atomic relativistic effects, in particular the spin dependence of the Dirac-Fock one-electron orbitals, create apparent quantitative changes in the spin polarization parameters around the d-wave shape resonances.PACS number(s): 34.80.Bm, 34.80.Nz the intra-atomic relativistic effects in the collisions. Most recently, the R-matrix method for the Breit-Pauli Hamiltonian [12] and the relativistic R-matrix method for oneelectron alkali-metal atoms of Thumm and Norcross [13] were applied to the very-low-energy electron collision with the Cs atom, where the author [12] found somewhat surprising discrepancies of the spin polarization parameters between their results [12,13] and suspected that it was due to Address to which correspondence should be sent.the Breit-Pauli approach to treat the relativistic effects. In the scheme of Thumm and Norcross [13],the closed core of the target was approximated with a model potential and the spin dependence of the core electron orbitals was not taken into account either. Electron scattering by neutral Hg atoms was studied by Wijesundera, Grant, and Norrington [14] using the Dirac R-matrix method based on the same relativistic Hamiltonian for both bound and continuous electrons, and

Elastic scattering of electrons by calcium atoms

“…Nikolic and Tancic [5] carried out calculations for the elastic scattering of slow electron and reported DCSs in the Hartree-Fock (HF) and random phase approximation with exchange and polarization potential. The influence of intra-atomic relativistic effects on electron spin polarization in the low-energy region (0.01-20 eV) was examined by Yuon [6] using three different kinds of atomic wavefunctions: Dirac-Fock (DF), quasi-relativistic Hartree-Fock (QRHF), and nonrelativistic HF for bounded electrons. Using complex optical potential, Kelemen et al [7] concentrated on elastic and inelastic scattering in the energy range up to 200 eV.…”

The cross sections of electron-impact scattering on Sr

“…[5] у методі кореляційно-поляризаційного потенціалу, -всі вони стосувалися повних ІП при енергіях до 10 еВ. Релятивістські розрахунки Yuan and Zhang [6] та Yuan [7] є джерелом даних про ДП пружних зіткнень електронів із Sr при цих же енергіях. У роботі Yuan [8], з використанням методів сильного зв'язку 11 станів та 21 станів у рамках R-матричної схеми, було здійснено дослідження резонансів і припорогових структур при взаємодії електронів з атомами Sr та Ba, відповідно.…”

“…2 та 3 приведені кутові залежності ДП пружного розсіяння e+Sr для енергій 0.05, 0.1, 1.0, 1.6, 2, 3, 5 та 10 еВ. Дані MCHF-BSR31 порівняні з даними Yuan and Zhang [6], Yuan [7] і Adibzadeh and Theodosiou [9]. Наші ДП якісно узгоджуються з даними [6-7] для всіх енергій, крім 0.05 еВ, однак дещо відрізняються по величині.…”

“…Перерізи, отримані в [6-7] при енергії 0.05 еВ, мають два локальні мінімуми, що навряд чи вірно для таких малих енергій. Результати Yuan [7] у наближенні Дірака- Фока, за винятком енергій 0.05 і 0.1 еВ, близькі до даних MCHF-BSR31. Кутова залежність напівемпіричних ДП [9] для енергії 1.0 еВ якісно відрізняється від обох R-матричних результатів та даних [7].…”

“…Результати Yuan [7] у наближенні Дірака- Фока, за винятком енергій 0.05 і 0.1 еВ, близькі до даних MCHF-BSR31. Кутова залежність напівемпіричних ДП [9] для енергії 1.0 еВ якісно відрізняється від обох R-матричних результатів та даних [7]. З ростом енергії результати [9] дещо зближуються з нашими даними, рис.…”