Recently we developed a theoretical model of ion–atom collisions, which was made on the basis of a time-dependent density functional theory description of the electron dynamics and a classical treatment of the heavy particle motion. Taking advantage of the real-space grid method, we introduce a “coordinate space translation” technique to allow one to focus on a certain space of interest such as the region around the projectile or the target. Benchmark calculations are given for collisions between proton and oxygen over a wide range of impact energy. To extract the probability of charge transfer, the formulation of Lüdde and Dreizler [J. Phys. B16, 3973 (1983)] has been generalized to ensemble-averaging application in the particular case of O(3P). Charge transfer total cross sections are calculated, showing fairly good agreements between experimental data and present theoretical results.

1.
I.
Park
,
K.
Cho
,
S.
Lee
,
K. S.
Kim
, and
J. D.
Joannopoulos
,
Comput. Mater. Sci.
21
,
291
(
2001
).
2.
M.
Kołaski
,
H. M.
Lee
,
C.
Pak
,
M.
Dupuis
, and
K. S.
Kim
,
J. Phys. Chem. A
109
,
9419
(
2005
).
3.
M.
Kołaski
,
H. M.
Lee
,
C.
Pak
, and
K. S.
Kim
,
J. Am. Chem. Soc.
130
,
103
(
2008
).
4.
A.
Kumar
,
M.
Kołaski
,
H. M.
Lee
, and
K. S.
Kim
,
J. Phys. Chem. A
112
,
5502
(
2008
).
5.
U.
Saalmann
and
R.
Schmidt
,
Z. Phys. D: At., Mol. Clusters
38
,
153
(
1996
).
6.
R.
Nagano
,
K.
Yabana
,
T.
Tazawa
, and
Y.
Abe
,
J. Phys. B
32
,
L65
(
1999
).
7.
R.
Nagano
,
K.
Yabana
,
T.
Tazawa
, and
Y.
Abe
,
Phys. Rev. A
62
,
062721
(
2000
).
8.
T.
Kirchner
,
H. J.
Lüdde
, and
M.
Horbatsch
,
Recent Res. Dev. Phys.
5
,
433
(
2004
).
9.
J. A.
Fayeton
,
M.
Barat
,
J. C.
Brenot
,
H.
Dunet
,
Y. J.
Picard
,
U.
Saalmann
, and
R.
Schmidt
,
Phys. Rev. A
57
,
1058
(
1998
).
10.
O.
Knospe
,
J.
Jellinek
,
U.
Saalmann
, and
R.
Schmidt
,
Eur. Phys. J. D
5
,
1
(
1999
);
Z.
Roller-Lutz
,
Y.
Wang
,
H. O.
Lutz
,
U.
Saalmann
, and
R.
Schmidt
,
Phys. Rev. A
59
,
R2555
(
1999
).
11.
U.
Saalmann
and
R.
Schmidt
,
Phys. Rev. Lett.
80
,
3213
(
1998
).
12.
K.
Yabana
,
T.
Tazawa
,
Y.
Abe
, and
P.
Bozek
,
Phys. Rev. A
57
,
R3165
(
1998
).
13.
T.
Kunert
and
R.
Schmidt
,
Phys. Rev. Lett.
86
,
5258
(
2001
).
14.
15.
J.
Wang
,
Y.
Wang
,
S.
Yu
, and
D.
Kolb
,
J. Phys. C
17
,
3701
(
2005
).
16.
J. R.
Chelikowsky
,
N.
Troullier
,
K.
Wu
, and
Y.
Saad
,
Phys. Rev. B
50
,
11355
(
1994
).
17.
I.
Vasiliev
,
S.
Öǧüt
, and
J. R.
Chelikowsky
,
Phys. Rev. Lett.
82
,
1919
(
1999
).
18.
G. F.
Bertsch
,
J. I.
Iwata
,
A.
Rubio
, and
K.
Yabana
,
Phys. Rev. B
62
,
7998
(
2000
).
19.
K.
Yabana
,
T.
Nakatsukasa
,
J.-I.
Iwata
, and
G. F.
Bertsch
,
Phys. Status Solidi B
243
,
1121
(
2006
).
20.
R.
Kosloff
and
D.
Kosloff
,
J. Comput. Phys.
63
,
363
(
1986
).
21.
C. A.
Ullrich
,
P.-G.
Reinhard
, and
E.
Suraud
,
Phys. Rev. A
57
,
1938
(
1998
).
22.
F.
Calvayrac
,
P.-G.
Reinhard
, and
E.
Suraud
,
Ann. Phys.
255
,
125
(
1997
);
23.
B.
Engquist
and
A.
Majda
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
74
,
1765
(
1977
).
24.
J. E.
Romate
,
J. Comput. Phys.
99
,
146
(
1992
).
25.
R. L.
Higdon
,
SIAM J. Numer. Anal.
31
,
64
(
1994
).
26.
S.
Yoshida
,
S.
Watanabe
,
C. O.
Reinhold
, and
J.
Burgdörfer
,
Phys. Rev. A
60
,
1113
(
1999
).
27.
D.
Neuhauser
and
M.
Saer
,
J. Chem. Phys.
90
,
4351
(
1989
);
D.
Neuhauser
and
M.
Saer
,
J. Chem. Phys.
91
,
4651
(
1989
).
28.
J. L.
Krause
,
K. J.
Schafer
, and
K. C.
Kulander
,
Phys. Rev. A
45
,
4998
(
1992
).
29.
K.
Ishikawa
and
K.
Midorikawa
,
Phys. Rev. A
65
,
043405
(
2002
).
30.
C.
Leforestier
and
R. E.
Wyatt
,
J. Chem. Phys.
78
,
2334
(
1983
).
31.
C. W.
McCurdy
,
D. A.
Horner
, and
T. N.
Rescigno
,
Phys. Rev. A
65
,
042714
(
2002
).
32.
H. J.
Lüdde
and
R. M.
Dreizler
,
J. Phys. B
16
,
3973
(
1983
).
33.
O.
Sugino
and
Y.
Miyamoto
,
Phys. Rev. B
59
,
2579
(
1999
).
34.
M. A. L.
Marques
,
A.
Castro
,
G. F.
Bertsch
, and
A.
Rubio
,
Comput. Phys. Commun.
151
,
60
(
2003
);
A.
Castro
,
H.
Appel
,
M.
Oliveira
,
C. A.
Rozzi
,
X.
Andrade
,
F.
Lorenzen
,
M. A. L.
Marques
,
E. K. U.
Gross
, and
A.
Rubio
,
Phys. Status Solidi B
243
,
2465
(
2006
).
35.
J. P.
Perdew
and
A.
Zunger
,
Phys. Rev. B
23
,
5048
(
1981
).
36.
N.
Troullier
and
J. L.
Martins
,
Phys. Rev. B
43
,
1993
(
1991
).
37.
L.
Kleinman
and
D. M.
Bylander
,
Phys. Rev. Lett.
48
,
1425
(
1982
).
38.
D. M.
Heyes
,
The Liquid State: Applications of Molecular Simulations
(
Wiley
,
England
,
1998
).
39.
A.
Castro
,
M. A. L.
Marques
, and
A.
Rubio
,
J. Chem. Phys.
121
,
3425
(
2004
).
40.
P.
Hohenberg
and
W.
Kohn
,
Phys. Rev.
136
,
B864
(
1964
);
W.
Kohn
and
L. J.
Sham
,
Phys. Rev.
140
,
A1133
(
1965
).
41.
C. A.
Ullrich
and
W.
Kohn
,
Phys. Rev. Lett.
87
,
093001
(
2001
).
42.
E.
Runge
and
E. K. U.
Gross
,
Phys. Rev. Lett.
52
,
997
(
1984
).
43.
J. G.
Muga
,
J. P.
Palao
,
B.
Navarro
, and
I. L.
Egusquiza
,
Phys. Rep.
395
,
357
(
2004
).
44.
A.
Kolakowska
,
M. S.
Pindzola
,
F.
Robicheaux
,
D. R.
Schultz
, and
J. C.
Wells
,
Phys. Rev. A
58
,
2872
(
1998
).
45.
T.
Nakatsukasa
and
K.
Yabana
,
J. Chem. Phys.
114
,
2550
(
2001
).
46.
J. G.
Muga
,
J. P.
Palao
, and
C. R.
Leavens
,
Phys. Lett. A
253
,
21
(
1999
).
47.
Q.
Chen
,
X. H.
Ren
,
S. S.
Pu
, and
F.
Wang
,
J. Phys. B
38
,
4291
(
2005
).
48.
T.
Kirchner
,
H. J.
Lüdde
,
M.
Horbatsch
, and
R. M.
Dreizler
,
Phys. Rev. A
61
,
052710
(
2000
).
49.
J. A.
Rutherford
and
D. A.
Vroom
,
J. Chem. Phys.
61
,
2514
(
1974
).
50.
R. F.
Stebbings
,
A. C. H.
Smith
, and
H.
Ehrhardt
,
J. Geophys. Res.
69
,
2349
(
1964
).
51.
B. G.
Lindsay
,
D. R.
Sieglaff
,
D. A.
Schafer
,
C. L.
Hakes
,
K. A.
Smith
, and
R. F.
Stebbings
,
Phys. Rev. A
53
,
212
(
1996
).
52.
B.
Van Zyl
and
T. M.
Steven
, in
Proceedings of the 17th International Conference on Physics of Electronic and Atomic Collisions
, edited by
I. E.
McCarthy
,
W. R.
MacGillivray
, and
M. C.
Standage
(
Griffith University
,
Brisbane
,
1991
), p. 437 (Abstract).
53.
I. D.
Williams
,
J.
Geddes
, and
H. B.
Gilbody
,
J. Phys. B
17
,
1547
(
1984
).
54.
F. J.
de Heer
,
J.
Schutten
, and
H.
Moustafa
,
Physica
32
,
1766
(
1966
).
55.
W. R.
Thompson
,
M. B.
Shah
, and
H. B.
Gilbody
,
J. Phys. B
29
,
725
(
1996
).
56.
L. H.
Toburen
,
M. Y.
Nakai
, and
R. A.
Langley
,
Phys. Rev.
171
,
114
(
1968
).
57.
U.
Schryber
,
Helv. Phys. Acta
40
,
1023
(
1967
).
58.
C. L.
Cocke
,
R. K.
Gardner
,
B.
Curnutte
,
T.
Bratton
, and
T. K.
Saylor
,
Phys. Rev. A
16
,
2248
(
1977
).
59.
O. J.
Kroneisen
,
H. J.
Lüdde
,
T.
Kirchner
, and
R. M.
Dreizler
,
J. Phys. A
32
,
2141
(
1999
).
60.
S. H.
Chen
,
F.
Wang
, and
J. M.
Li
,
Chin. Phys. Lett.
21
,
1251
(
2004
).
61.
R.
van Leeuwen
and
E. J.
Baerends
,
Phys. Rev. A
49
,
2421
(
1994
).
62.
J. P.
Perdew
,
R. G.
Parr
,
M.
Levy
, and
J. L.
Balduz
,
Phys. Rev. Lett.
49
,
1691
(
1982
).
63.
L. J.
Sham
and
M.
Schlüter
,
Phys. Rev. Lett.
51
,
1888
(
1983
).
64.
L.
Kleinman
,
Phys. Rev. B
56
,
12042
(
1997
).
65.
M. A. L.
Marques
,
A.
Castro
, and
A.
Rubio
,
J. Chem. Phys.
115
,
3006
(
2001
).
You do not currently have access to this content.