补充资料：离子束与固体相互作用

离子束与固体相互作用
ion beam interaetionwith solids

　　离子束与固体相互作用ion beam interaCtionwith 501记s具有一定能量的离子穿进固态物质.在它经过的路径上同靶原子作用，并以一定方式把能量传给靶原子。 离于失去能量或动量的机制包括:①激发和电离。入射离子把能量传给靶原子的电子，使一些靶原子达到激发或电离态。这种能量损失称电子能量损失，又称非弹性能量损失，是较高能量入射离子能量损失的主要方式。②核散射。入射离子通过弹性碰撞把能量传给靶原子核，使其反冲而损失能量，称核能量损失、弹性能量损失，是低速入射离子能量损失的主要方式。③光子产生。在相对论速度一F，入射离子在固体介质中减速而发射光子(韧致辐射)。④核反应。当入射离子和靶核满足一定组合并达到反应闭值时，发生核反应。一般情况下，前两种机制是主要的。 能量损失的理论是由N.玻尔(Bohr)建立的，后经H.A.贝特(Bethe)、J.林哈德(Lindhard)和0.B.费索夫(Firsov)等人加以发展和完善。1963年林哈德、M.沙尔夫(Seharff)和H.E.希奥特(Sehiott)从托马斯一费米原子模型出发，较系统地讨论了重离子在非晶固体中的能量损失，计算了多种离子在物质中的射程及射程分布，称为LSS理论。在LSS理论的框架内，把入射离子在固体靶中能量损失看成是由核碰撞和电子碰撞两个独立过程组成的，于是单位距离上的能量损失可表示为釜一N「“·(百，+Se‘百’习式中E是入射粒子在靶内x点处的能量;Sn(E)是原子核阻止本领，其定义为一个能量为E的入射离子在单位密度的固体靶内通过微分厚度△x传给靶原子核的能量;鼠，(E、是电子阻止本领，表示能量为E的入射离子，在单位密度的靶内通过微分厚度△x传递给靶内电子的能量;刃是单位体积内靶原子的平均数目。入射离户速度低(即小于电子气体的费米速度)时，电子阻止本领可表述为乙及岁一vn一z 8，f—万e ZaoN式中，:?Zl‘16，v。一膏，21和乙分别是入射离子和靶原子序数， Z一(Zl%+乙均‘是电子电荷.a。为玻尔长度。采用LSS无量纲单位，能量和距离表示为二E aMZ乙谈e“(Ml+弃几) 肠闷二划VjV124兀a一丁~万万石矛液 \丈yll了.2以2了a一0.8853aoZ一“，从和脸分别是离子和靶原子核质量，E是离子能量。 就入射离子能量而言，可分为3个区域:①低能区(:<10一‘)。核阻止本领占主要地位，电子阻止可以忽略。②中能区(10一‘<:<10“)。核阻止本领和电子阻止本领同等重要。③高能区(:>1护)。电子阻止占主要地位，核阻止可以忽略。 离子束是带电离子的束流，常由加速器产生。

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