文档介绍：关于能量淀积
第一张，共四十二张，创建于2022年，星期日
在离子注入基本物理过程的定量描述中，人们感兴趣的两方面问题（粒子同固体发生相互作用的两方面）:
离子注入在靶内的分布（即射程分布）；
反冲核（靶原子）的行为及由此引位峰。
可见，级联碰撞扩展越大，辐射损伤程度越严重。
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§ 离子注入过程中靶材的几种常见效应：
级联碰撞
移位峰
热峰
电离峰
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级联碰撞
持续时间——10-13~10-11秒
作用过程：
离子（M1）直接与靶原子（M2）碰撞——初级碰撞（次数少，7~8次）
反冲原子（M2）与靶原子（M2）碰撞——次级碰撞（真正的级联碰撞，次数很多，数量可多达几千次）
直接后果——产生大量移位原子
例如：一个100KeV的离子入射到移位阈能为Ed=25eV的靶中，移位原子数=E/2Ed=2000（个）
如果有1017~1018离子入射到靶里，将会对材料的结构产生大面积的严重破坏。
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移位峰
形成过程：如果某一能量的离子穿过材料时，在离子走过的某一小区域里发生激烈的级联碰撞，产生大量移位原子，造成此区域内原子密度急剧减少，而区域周围原子密度大幅度上升。
可以同时存在几个移位峰，而且移位峰是瞬间存在。
当移位峰产生时，它的局域压力（应力）增大，可以达到1011达因/cm2以上。因为压力很大，移位峰很快塌陷，部分原子会复合，回到平衡位置，但相当一部分移位原子复合不了，产生复杂的缺陷，包括大量空位和间隙原子，还会形成大缺陷（如位错、层错等），这些缺陷尺寸可能会达到几十埃。
对于重离子而言，当 M1100，能量为10~60 KeV 时即容易出现移位峰效应。
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热峰
在某一局部区域内，当T<Ed时，不发生移位，而是使原子在平衡位置的热振动加大，使局部区域内的热量或者说是温度急剧上升。
例如在=2nm的Cu靶球体内有1000个Cu原子，一个离子在这区域里失去了300eV的能量，碰撞时间为510-12秒。 104K，~ 103K的热量。对于Cu，其熔点为1086℃，所以局部区域发生熔化现象。
热峰不稳定，经过 3 10-11s，T下降500℃左右。温度下降速率1013~1014K/s，剩下无序区域。
冶金学上，要想得到非晶态金属，冷却速度要达到106~109K/s以上，而且需要多次重复这种急冷过程，才能获得比较好的非晶态金属。
对于热峰效应过程，降温速度远远快于冶金上的淬火温度变化，所以非常容易获得局部的非晶态。
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电离峰（效应）
如果重离子能量很高，例如几个MeV，那么电子阻止能量损失可达Se104eV/nm，这时电子阻止损失同核阻止相比处于绝对优势，这将引起离子轨迹临近原子的大量电离，从而形成正离子或点电荷正离子，结果在碰撞体中形成高密度的正电荷区。
正电荷间存在很强的排斥力，因而会在碰撞体中留下一个空位区，或者说是在离子运动轨道上产生一条空位富集的轨迹或一个应力区。
这种状态将很快地引起周围原子的激烈运动。严重时可引起材料爆炸、粉碎，破坏材料。
对金属，没有影响，可以很快复合一个电子而回到原处。
对绝缘体意义较大，形成很强的内部电场，有可能引起爆炸。
对高分子材料，易使键断裂，解离。
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以上四种效应对材料本身所导致的结果有：
形成大量缺陷、严重损伤区
结构发生变化，出现其他相结构，如产生亚稳相（不平衡相）
如Ag-Cu，一般不能形成合金（冶炼角度）
离子注入，可形成合金——亚稳态——过饱和固溶体
沉积现象、分凝现象
对于固溶度小的组合，热峰、移位峰的局部熔化后会出现掺杂元素的分凝现象。
对于固溶度大的组合，在局部熔化过程中，离子会从浓度高处很快地向浓度低处扩散，出现沉积现象。
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实际应用中：
对半导体：四种效应及缺陷、损伤——不希望，尽量避免和消除。
对材料表面改性：缺陷、硬化相、非晶态的存在，将导致
a. 硬度增加，耐磨性增加
b.