无定形靶中离子注入的R,Rp,△Rp的理论计算

本文在Thomas-Fermi势能基础上,导出了全射程R的解析解:R=2/aE1/2-A1(arctg(2E1/2-f)/△1/2+arctg f/△1/2)+B1ln((E1/2-f)2)/(E-fE1/2+d) ·d/f2],其中A1,B1,f,d和△均为与离子及靶的质量、原子序数有关的常数。结合导出的η=R/(Rp)(Rp指投影射程)比值的双曲线函数关系 η=F(μ)A2(μ)+(B2(μ))/(ε1/2+C)],和ω=Rp/△Rp(△Rp指投影射程的标准偏差)比值的线性关系ω=A3(μ)ε1/21/2+B3(μ),可简便而又准确地计算R,△Rp,Rp.这里F(μ),A2(μ),B2(μ), B3(μ)和A3(μ)为μ的代数函数,μ为离子与靶的质量比,C是经验常数.并对η等关系式的物理意义作了讨论。上述公式的计算结果与Gibbons的数值解结果及有关实验结果作了比较,表明可用于元素半导体如Si、二元化合物如GaAs以及三元化合物如SiO2等;既对较轻离子适用,也对重离子适用,具有一定的普适范围。