电荷态是研究离子与固体相互作用的重要方面之一,如电子俘获、电离和激发,以及快离子的能量沉积等现象都与入射离子的电荷态及其在靶体内的演化密切相关。其涉及到离子束驱动惯性约束聚变、材料表面改性、分子离子结构分析等多个研究领域。因此,开展分子离子在固体靶中的电荷态演化研究具有重要意义。本文在线性介电响应理论框架下,基于Brandt-Kitagawa(BK)有效电荷模型并结合局域介电函数,采用分子动力学模拟的方法研究了两种分子离子(氧、氮)在几种固体靶(Ag、Al、C和Si)中穿行时电荷态的演化过程。特别是研究了靶的电激发引起的非对称尾流效应对双原子分子离子的相互作用势、电荷态、能量损失和库仑爆炸产生的影响,并评估了这些影响。首先,在不同入射速度情况下研究了两种分子离子(氧、氮)在四种固态靶(Ag、Al、C和Si)中的电荷态演化,重点研究了分子离子中导航离子和尾随离子的电荷比率随穿行时间的变化。研究结果表明:尾随离子的电荷态随时间呈现震荡现象,而这种震荡现象在导航离子中几乎没有出现。这是由于靶材料电激发引起的尾流效应是非对称的,从而导致了电荷态的非对称震荡。通过对比四种靶材料发现,两种分子离子中尾随离子的电荷数比率在C靶中的震荡幅度最大,而在Ag靶中幅度最小。产生该现象的物理机制主要是由于四种固体靶材料中阻尼因子不同,所以离子所受尾力的大小不同,从而导致不同靶材料中尾随离子电荷数的震荡幅度不同。另一方面,两种分子离子的电荷态比率最后都趋近于1,这是因为分子内原子离子之间的干扰随着离子间距的拉开而减弱,最终使分子离子中单个离子的电荷态趋于孤立离子的电荷数。此外,通过对比相同条件下氧分子离子和氮分子离子的电荷态,我们发现氧分子离子中尾随离子的电荷数比率的震荡幅度要大于氮分子离子,这是由于氧分子离子的核电荷数比氮分子离子的要大,因此,对于不同的入射离子类型,尾随离子震荡幅度随核电荷数的增加而增大。其次,通过求解分子中单个离子的牛顿运动方程我们研究了分子离子的库仑爆炸过程。通过对比研究发现:在相同条件下,两种分子离子(氧、氮)在Ag靶中的库仑爆炸进程最快,而在C靶中库仑爆炸进程最慢。这是因为四种材料中Ag的阻尼因子最小,因此尾力在四种材料中最小,从而导致库仑爆炸进程最快;而C的阻尼因子最大,因此库仑爆炸进程最慢。同时,随着库仑爆炸的进程,非对称的尾力导致分子轴向入射方向发生偏转。最后,我们讨论了两种分子离子(氧、氮)在四种固态靶(Ag、Al、C和Si)中的阻止本领问题。研究结果发现:两种分子离子的阻止本领比率均从最初大于1的数值逐渐趋近于1。这是因为随着两个离子之间的距离逐渐拉开,离子间的相互干扰作用逐渐减弱,直至最后消失。通过对比四种固态靶发现,相同条件下的氧、氮两种分子离子在Ag靶的阻止本领比率的震荡幅度最小,产生该现象的原因也是由于Ag靶内较小的阻尼导致的。