(1) 2013-2014，参与了德国重离子物理研究中心(GSI) 相对论重离子储存环 ESR 强流离子束的多个原子物理实验（包括超重准分子离子谱学预研实验), 负责新型金刚石离子探测器的测试研发；

       (2) 2016-2018，负责了橡树岭国家实验室(ORNL)的高分辨微量热器X射线测量和高电荷态离子与氢原子共线束绝对截面测量工作，作为课题骨干完成了NASA高能天体X射线科研项目相关的基准实验测量；

       (3) 2018-2019，负责设计和建造了哥伦比亚大学(CU)Nevis天体物理实验室30 kV 静电质子加速器及离子溅射探测器装置, 为离子辐照表面(金属、颗粒)溅射机理和实验室模拟太阳风诱发水星大气的形成奠定了基础。

       2019年底中国科学院BR计划引进，入职近代物理研究所(IMP)以来，作为中国科学院战略先导项目（B类）- 星际空间电荷交换X射线相关的电荷交换截面测量子课题负责人，开展了高分辨电荷交换态选择测量、彗星X射线建模、离子辐照分子重组等多个实验，并负责建设新型离子-分子、团簇作用研究专用装置。

       在美国物理学会重要期刊Physical Review Letter，Phyiscal Review Research, Physical Review A , 美国天体物理学会重要期刊Astrophysical Journal，Astrophysical Journal Supplement Series , 英国皇家学会月刊 Monthly Notice of the Royal Astronomical Society  等国内外重要SCI期刊发表论文多篇。

       应邀在高电荷态离子原子物理领域重要专著Springer Handbook of Atomic、Molecular、and Optical Physics 和 State-of-the-Art Reviews on Energetic Ion-Atom and Ion-Molecule Collisions 撰写章节。

       目前研究包括电荷交换高激发态测量、辐射双激发态和自电离双激发态形成机理、电荷交换诱发分子、团簇碎裂和重组，与国外顶尖研究小组保持长期紧密合作。

招收原子分子物理专业硕士和博士研究生，每年3个博士生名额。

欢迎感兴趣的博士后加盟, 也非常欢迎机械、电子专业的学生报考。

070203-原子与分子物理

离子原子碰撞
实验室天体物理
重离子诱导天体化学

2010-09--2013-06   兰州大学   博士
2008-09--2010-06   中国科学院近代物理研究所   硕士
2004-09--2008-06   西北师范大学   学士

研究生

理学博士

2019年12月，入职中国科学院近代物理研究所

2018-10~2019-10,Columbia University in the city of New York, USA (哥伦比亚大学), Associate Research Scientist
2016-10~2018-10,Oak Ridge National Laboratory, USA （橡树岭国家实验室）, Postdoc Research Associate
2014-11~2016-10,中国科学院近代物理研究所, 博士后
2013-09~2014-10,GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, Germany （德国重离子物理研究中心）, Postdoc

2024-09-24-今,甘肃省科普专家,
2024-09-24-今,甘肃省科普专家,
2024-05-28-今,European Astrobiology Institute, Complex organic molecules in the ISM: From Molecular Clouds to Protoplanetary Disks 科学工作组负责人,
2024-01-22-今,中国科协国际合作部推荐国际科技组织后备人才,
2023-09-23-今,宇宙热重子探寻计划HUBS”项目, 高分辨率射线光谱分析组副组长,
2020-12-18-今,兰州大学 校友导师,

（1） 中国博士后科学基金面上资助, , 国家级, 2015
（2） 朱李月华优秀博士奖, 院级, 2013
（3） 兰州大学第5届研究生学术年会优秀论文奖, 研究所（学校）, 2013

   

（1） Electric-dipole-momentum sensitive Coulomb explosion in doubly ionized CO dimer and trimer: An environmental effect at molecular-scale, Electric-dipole-momentum sensitive Coulomb explosion in doubly ionized CO dimer and trimer: An environmental effect at molecular-scale, Journal of Chemical Physics, 2025, 第 2 作者  通讯作者
（2） Collision-energy-sensitive State Selectivity and Line Ratios in Charge Exchange between N 5+ and He, Collision-energy-sensitive State Selectivity and Line Ratios in Charge Exchange between N 5+ and He, The Astrophysical Journal Supplement Series, 2025, 第 2 作者  通讯作者
（3） State-selective charge exchange cross sections in collisions of highly-charged sulfur ions with helium and molecular hydrogen, Chinese Physics B, 2024, 第 9 作者
（4） Experimental measurement of state selective double electron capture in 1.4-20 keV/u Ar8+ collision with He, Acta Physica Sinica, 2024, 第 9 作者  通讯作者
（5） Absolute doubly differential angular sputtering yields for 20 keV Kr on polycrystalline Cu, Journal of Applied Physics, 2024, 第 18 作者
（6） A high resolution reaction microscope with universal two-region time-focusing method, Review of Scientific Instrument, 2024, 第 7 作者
（7） CO Dissociation Induced by 1 keV/u Ar2+ Ion, Atoms, 2024, 第 2 作者  通讯作者
（8） Direct Evidence of Breakdown of Spin Statistics in Ion-Atom Charge Exchange Collisions, Physical Review Letters, 2024, 第 6 作者
（9） 高电荷态原子物理：电荷交换及其在X射线天文建模中的重要性, 中国科学 物理学 力学 天文, 2024, 第 2 作者  通讯作者
（10） State-selective Charge Exchange in 19.5���100 keV amu���1 O6+ Collision with He and H2, Astrophysical Journal Supplement Series, 2023, 第 5 作者  通讯作者
（11） Strongly perturbed state-selective charge exchange between slow Ar8+ and He, Physical Review Research, 2023, 第 1 作者  通讯作者
（12） Charge Exchange between Highly Charged Ion and Atomic H for Modeling Comet C/1999 S4 X-ray Emission, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2023, 第 1 作者  通讯作者
（13） Production of autoionizing states by double-electron capture in intermediate-energy C4+ + He collisions, Physical Review A, 2023, 第 2 作者
（14） Methane Cluster Fragmentation by Fast Electron Impact, Atoms, 2023, 第 2 作者
（15） Molecular Ionization Dissociation Induced by Interatomic Coulombic Decay in an ArCH 4 -Electron Collision System, Physical Review Letter, 2023, 第 2 作者
（16） Benchmark n���-resolved Cross Sections of Single and Double Charge Exchange Processes in 1.67���20keV u���1 C4+ Collisions with He, Astrophysical Journal, 2022, 第 2 作者
（17） Atomic structure and collision dynamics with highly charged ions, 中国物理B, 2022, 第 12 作者
（18） Target and Velocity Dependence of Charge Exchange X-Ray Emission at Solar Wind Velocities, Astrophysical Journal, 2022, 第 1 作者  通讯作者
（19） Measurement of the Charge Exchange Cross Section for N7+, O7+ Ions in Collision with Atomic H, Astrophysical Journal, 2022, 第 1 作者  通讯作者
（20） Uncertainties in Atomic Data for Modeling Astrophysical Charge Exchange Plasmas, Sensors, 2022, 第 3 作者
（21） Fragmentation Dynamics of a Carbon Dioxide Dication Produced by Ion Impact, Journal of Physical Chemistry Letters, 2022, 第 12 作者
（22） Three-body fragmentation dynamics of CH3CCH3+investigated by 50-keV/u Ne8+impact: Comparison with its isomer ion CH2CCH2 3+, Physical Review A, 2022, 第 12 作者
（23） Two- and three-body dissociations of C3H6 isomer dications investigated by 4 keV/u Ar8+ impact, The Journal of Chemical Physics, 2022, 
（24） State-selective single-electron capture in intermediate-energy C4+ + He collisions, Physical Review A, 2021, 第 7 作者
（25） 低能N^（6+）离子与Ne原子碰撞的单电子俘获研究, The State-selective Single Electron Capture of Low Energy N^(6+)Ions Colliding with Ne Atom, 原子核物理评论, 2021, 第 8 作者
（26） Prompt and delayed dissociation of N2O2+ induced by highly-charged-ion collisions, Physical Review A, 2021, 第 9 作者
（27） Measurement of n-resolved State-Selective Charge Exchange in Ne(8,9)+ Collision with He and H2, Astrophysical Journal Supplement Series, 2021, 第 3 作者  通讯作者
（28） Geometric structure of N2Oq+ (q = 5, 6) studied by Ne8+ ion-induced Coulomb explosion imaging, Geometric structure of N2O q+ (q=5, 6) studied by Ne8+ion-induced Coulomb explosion imaging*, Chinese Physics B, 2021, 第 9 作者
（29） 态选择电荷交换实验测量以及对天体物理软X射线发射模型的检验, Experimental measurement of state-selective charge exchange and test of astrophysics soft X-ray emission model, 物理学报, 2021, 第 3 作者
（30） Impact parameter sensitive study of inner-shell atomic processes in Xe 54+ , Xe 52+ ��� Xe collisions, Journal of Physics Conference Series, 2020, 第 3 作者
（31） High-resolution Ne 8+ -He charge exchange x-ray emission at solar wind velocities, AIP conference Proceeding, 2019, 第 1 作者
（32） Two-body fragmentation dynamics of N2Oq+ (q=2, 3) induced by electron-capture collisions with 5.7-keV/u Xe15+, Physical Review A, 2019, 第 9 作者
（33） Probing scattering phases via two-center interferences in collisions of He2+ on CO, Physical Review A, 2018, 第 10 作者
（34） Orientation effect in Ar dimer fragmentation by highly charged ion impact, Journal of Physics B-Atomic Molecular and Optical Physics, 2018, 第 8 作者
（35） Dynamics of transfer ionization in p-He collisions at intermediate energies, Physical Review A, 2017, 第 6 作者
（36） Impact parameter sensitive study of inner-shell atomic processes in the experimental storage ring, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 2017, 第 3 作者
（37） Fully differential study of few-body dynamics in multi-electron atomic fragmentation processes, Journal of Physics B-Atomic Molecular and Optical Physics, 2017, 第 5 作者
（38） Single-electron capture in 3-keV/u Ar8+-He collisions, Physical Review A, 2017, 第 1 作者
（39） Line ratios for soft-x-ray emission following charge exchange between O8+ and Kr, Physical Review A, 2017, 第 8 作者
（40） State-selective electron capture in 30- and 100-keV He 2+ + He collisions, Physical Review A, 2017, 第 3 作者
（41） 50 keV/u Ne8+与CO转移电离反应中分子轴取向效应测量, Orientation Effect in Transfer Ionization Processes of 50 keV/u Ne8+ Impact on CO, 原子核物理评论, 2016, 第 6 作者
（42） Signature of Single Binary Encounter in Intermediate Energy He~(2+)-Ar Collisions, 中国物理快报（英文版）, 2016, 第 4 作者
（43） Signature of Single Binary Encounter in Intermediate Energy He2＋-Ar Collisions, Signature of Single Binary Encounter in Intermediate Energy He2+-Ar Collisions, 中国物理快报(英文版), 2016, 第 4 作者

（1） State-of-the-Art Reviews on Energetic Ion-Atom and Ion-molecule collisinos, chapter 2, World Scientific, 2019-10, 第 1 作者
（2） Springer Handbook of Atomic, Molecular, and Optical Physics, chapter 68, Springer Cham, 2023-03, 第 2 作者

目前，所开展的科研活动主要集中在以下四个方面

1. 仪器设计和研发：基于离子加速器实验需求，研发新型高灵敏、高分辨实验探测装置和诊断技术

2. 原子物理实验测量：电荷交换量子态选择截面和绝对截面；电子发射多参数、全微分截面

3. 与天文交叉研究：宇宙弥漫X射线起源建模; 星际分子起源

4. 理论模拟：分子动力学模拟、量子态选择计算

（ 1 ） 星际空间软X射线相关的电荷交换截面研究, 负责人, 中国科学院计划, 2020-01--2024-12

（1）Recent progress in measuring charge exchange between highly charged ions and neutrals   Charge exchange X-ray Universe 2024   2024-06-17
（2）高电荷态离子原子电荷交换及其在天文中的应用   宇宙热重子探寻计划科学研讨会   2023-12-01
（3）宇宙线重离子诱发的分子化学实验室模拟   分子天体化学学术研讨会   2023-08-20
（4）Laboratory simulation of ion induced chemistry in molecular cloud   2023-06-03
（5）基于离子加速器的原子物理及其在天文中的应用   留德中国物理学者学会第31届年会   2022-09-16
（6） 高分辨电荷交换量子态选择测量    第十一届成像技术及其在原子分子物理中的应用学术研讨 会   2022-08-13
（7）中低能Ne8+ 与He,H2电荷交换实验研究   第十届成像技术及其在原子分子物理中的应用学术研讨会   2021-05-20
（8）Charge exchange between highly charged ions and neutrals at solar wind velocities   2019-08-10
（9）X-ray emission following charge exchange between fully stripped ions and neutrals   2017-07-23
（10）X-ray emission following charge exchange between slow highly charged ionsand neutrals   2017-05-10
（11）Ar8+与He原子电荷交换动力学实验研究   第六届成像技术在原子分子物理学中的应用研讨会   2014-12-05
（12）He2+离子与Ar原子碰撞转移电离过程电子发射   2013-07-19

基于离子加速器装置，开展了以下3方面的合作研究：1）强微扰量子态选择动力学机理；2）天体非平衡态等离子X射线建模；3）宇宙线诱发分子碎裂和重组。

本研究团队与多个国际知名研究小组建立了合作，目前研究工作正在一步一步展开。这些知名研究小组如下：

美国橡树岭国家实验室(ORNL)，Dr. Charles Havener

哥伦比亚大学(CU)，Dr. Daniel Wolf Savin 

德国重离子物理研究中心(GSI)，Dr. Alexander Gumberidz

马普天文研究所，Dr. Alex Popov

荷兰空间研究中心(SRON)，Dr. Liyi Gu

荷兰莱顿大学，Prof. Alexander Tielens

法国索邦大学，Prof. Alain Dubbois

澳大利亚Curtin Univeristy， Prof. Alisher Kadyrov

美国NASA, Dr. Maurice A Leutenegger

以色列理工，Dr. Sharon Mitrani

日本KEK国际量子场测量系统研究中心，Dr. Yu Zhou

天津大学光量子研究中心，Prof. Klavs Hansen

北京应用物理与计算数学研究所，吴勇研究员团队

中国科学院国家天文台，梁贵云研究员团队

复旦大学，魏宝仁教授团队

杭州师范大学，高俊文副教授团队

   

学术上给与关键指导的博士和硕士研究生多名（徐嘉伟，曹廷，夏子寒），目前均已良好就业。

1. 廖添，本科中山大学，浙江原算科技公司

2. 张弛军，兰州大学，博士在读

高电荷态离子碰撞具有强电磁场和强微扰的属性，容易俘获中性原子分子的电子形成高激发态，这类高激发态退激辐射在极端环境如聚变、天体高温等离子体中具有重要应用和诊断价值。当前理论在处理强微扰强电磁场条件下高激发态形成动力学方面面临巨大的挑战，因此，亟需大量开展实验研究。这类实验研究具有以下三个方面的特色：

 1. 不同于光子、电子-原子分子碰撞，高电荷态离子-原子分子碰撞实验截面较大，通道丰富，兼具多波段谱学和复杂动力学两方面内容，是研究强电磁场中两中心量子态跃迁动力学（包括形成和退激两方面）的绝佳体系，为理论发展提供实验基准。 

2. 高电荷态离子广泛存在于宇宙热气中如太阳风、超新星遗迹等，中性原子分子存在于星际介质和行星大气中如彗星，这两类热-冷气体碰撞是宇宙空间弥散辐射的重要来源之一。因此，高电荷态离子-原子分子碰撞为实验室建模探索宇宙冷热气作用打开全新的窗口。 

3. 高电荷态重离子又是宇宙线的重要成分，其与分子的碰撞导致分子键的重组可以为星际分子起源和分子天体网格的演化提供指引。 

代表工作如下： 

18. B. R. Wei, R. T. Zhang#, 高电荷态原子物理：电荷交换及其在X射线天文建模中的重要性。 中国科学：物理学 力学 天文学 55， 250008，2025。

17. X. B. Zhu, R. T. Zhang# et al., Collision-energy-sensitive State Selective and Line Ratios in Charge Exchange between N⁵⁺ and He. The Astrophysical Journal Supplement Series 277, 6, 2025. （一区，Q1, IF8.6, 共一作兼通讯）

16.  C. J. Zhang, R. T. Zhang# et al.,Electron-dipole-momentum sensitive Coulomb explosion in doubly ionized CO dimer and trimer: An environmental effect at molecular scale. Journal of Chemical Physics, 162, 054302, 2025. （二区，Q1, IF 3.1，通讯作者）

15. S．Yan, R. T. Zhang et al., Molecular ionization-dissociation induced by interatomic coulombic decay in an ArCH₄-electron collision system. Physical Review Letter 131，253001，2023. (一区, Q1，IF 8.6, 二作) 

14. R. T. Zhang#, J. W. Gao et al., Strongly perturbed state-selective charge exchange between Ar⁸⁺ and He, Physical Review Research 5, 023123, 2023. ( Q1, IF 4.2 一作兼通讯) 

13. T. Cao, T. Meng, Y. Gao, S. F. Zhang, R. T. Zhang# et al., State-selective charge exchange in 19.5 -100 keV/amu O⁶⁺ collision with He and H₂, The Astrophysical Journal Supplement Series, 266, 9, 2023. (一区, Q1，IF 9.2, 通讯) 

 12. R. T. Zhang#, T. Liao. C. J. Zhang et al., Charge exchange between highly charged ion and atomic H for modeling Comet C/1999 S4 X-ray emission, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 520, 1, 2023. (Q1, IF 4.8, 一作兼通讯 ) 

11. R. T. Zhang#, D. Seely, and C. C. Havener, Measurement of the Charge Exchange Cross Section for N⁷⁺, O⁷⁺ Ions in Collision with Atomic H, The Astrophysical Journal 931, 1, 2022. (Q1, IF 4.9，一作兼通讯) 

10. R. T. Zhang#, D. Wulf. D. McCammon et al., Target and Velocity Dependence of Charge Exchange X-ray emissions at Solar Wind Velocities, The Astrophysical Journal 934, 127, 2022. (Q1, IF 4.9，一作兼通讯) 

9. Z. H. Xia, B. H. Ren, R. T. Zhang# et al., Measurement of n-and l-resolved State-selective Charge Exchange in Ar⁸⁺ Collision with He, The Astrophysical Journal 933, 207, 2022. (Q1, IF 4.9，通讯) 

8. J. W. Xu, C. X. Xu, R. T. Zhang# et al., Measurement of n-resolved State-Selective Charge Exchange in Ne^(8,9)+ Collision with He and H₂, The Astrophysical Journal Supplement Series, 253, 1, 2021. (一区, Q1, IF 9.2通讯)

7.  A. Gumberidze, C. Kouzhuharov, R. T. Zhang et al., Impact parameter sensitive study of inner-shell atomic processes in the experimental storage ring. Nuclear Instrument and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms 408, 1, 2017.

6. R. T. Zhang, X. L. Zhu, and X. Y. Li et al., Single electron capture in 3 keV/u Ar⁸⁺ - He collisions, Physical Review A 95, 042702, 2017. 

5. R. T. Zhang, W. T. Feng, X. L. Zhu et al., Two-electron transfer and ionization mechanism in 80 keV/u Ne⁸⁺ on He collisions. Physical Review A 93, 3, 2016. 

4. R. T. Zhang, X. L. Zhu, W. T. Feng et al., Projectile charge state effects on electron emission in transfer ionization processes. Journal of Physics B: Atomic Molecular and Optical Physics 48, 144021, 2015. 

3. R. T. Zhang, X. Ma, S. F. Zhang et al., Electron emission in double-electron capture with simultaneous single ionization in 30 keV/u He²⁺-Ar collisions. Physical Review A 89, 032708, 2014. 

2. R. T. Zhang, X. Ma, S. F. Zhang et al., Picturing electron capture to the continuum in the transfer ionization of intermediate energy He²⁺ collision with argon, Physical Review A 87, 012701, 2013. 

1. X. Ma, R. T. Zhang, S. F. Zhang et al., Electron emission from single electron capture with simultaneous single ionziation reactions in 30 keV/u He²⁺ on argon collisions, Physical Review A 83, 5, 2011. 

     理查德-费曼曾说过 "如果在某次大灾难里，所有的科学知识都要被毁灭，只有一句话可以留存给新世代的生物，哪句话可以用最少的字数包含最多的信息呢？我相信那会是原子假说：宇宙万物由原子构成。"

    门捷列夫曾说过“没有测量，就没有科学“，如果说找一种检验量子力学和相对论理论最可靠的实验场所，那一定是原子物理实验。

    "格物原子世界，明理碰撞瞬间" 如果您觉得志同道合，那就来联系我吧。