Los átomos huecos (descubiertos en 1990 por un equipo francés de investigadores alrededor de Jean-Pierre Briand) son átomos neutros de corta duración, de excitación múltiple, que llevan una gran parte de sus electrones Z (carga nuclear del proyectil Z) en niveles altos de n, mientras que las capas internas permanecen (transitoriamente) vacías. Los átomos huecos son especies atómicas exóticas cuyos electrones, o la mayoría de ellos, se encuentran en estados excitados, mientras que las capas más internas están vacías. [1] Estas especies atómicas se observaron por primera vez durante la interacción de iones altamente cargados con superficies. [2] La inversión de población surge durante típicamente 100 femtosegundos durante la interacción de un ion lento altamente cargado (HCI) con una superficie sólida .
A pesar de esta vida útil limitada, la formación y desintegración de un átomo hueco se puede estudiar convenientemente a partir de electrones expulsados y rayos X suaves , y las trayectorias, la pérdida de energía y la distribución del estado de carga final de los proyectiles dispersos en la superficie. En el caso del impacto sobre superficies aislantes, la energía potencial contenida en un átomo hueco también puede provocar la liberación de átomos y iones objetivo a través de pulverización catódica potencial y la formación de nanoestructuras en una superficie.