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第一章 绪论1

1.1 引言1

1.2 背散射实验原理及其装置2

1.3 基本的物理过程7

1.4 例子和应用10

1.5 背散射分析的特长与局限性14

1.6 如何读背散射谱16

1.7 本书的概要21

参考文献22

第二章 基本物理概念24

2.1 引言24

2.2 运动学因子K24

2.3 散射截面σ30

2.4 能量损失和阻止截面37

2.5 阻止截面的线性迭加(Bragg法则)50

2.6 能量歧离51

2.7 能量歧离的线性迭加58

参考文献59

第三章 背散射能谱分析概论62

3.1 引言62

3.2 元素样品的深度换算67

3.3 散射前的能量E74

3.4 求散射前能量E的数值计算法77

3.5 元素样品的能谱高度79

3.6 含有多种元素的均匀固体靶(化合物样品)的深度换算88

3.7 含有多种元素的均匀固体靶(化合物样品)的能谱高度93

3.8 含有几种同位素的元素样品能谱的高能边缘96

3.9 每单位面积原子的能量损失和产额响应98

3.10 计算背散射能谱的数值方法100

参考文献100

第四章 薄膜的背散射分析技术102

4.1 引言102

4.2 元素薄膜的能谱102

4.3 多层元素薄膜的能谱107

4.4 含有多种元素的均匀薄膜(化合物薄膜)的能谱119

4.5 含有多种元素的多层薄膜(多层化合物薄膜)的能谱125

4.6 能量歧离和系统分辨率的影响130

参考文献137

第五章 背散射分析的例子138

5.1 引言138

5.2 元素靶的表面杂质138

5.3 含有均匀杂质浓度的元素样品142

5.4 含有多种元素的均匀样品的组分145

5.5 元素样品中杂质的深度分布153

5.6 薄膜的厚度161

参考文献170

第六章 设备和实验技术171

6.1 引言171

6.2 加速器172

6.3 能量稳定系统178

6.4 能量的定标180

6.5 真空系统182

6.6 束的限定和测量184

6.7 背散射束的能量分析188

6.8 样品架200

参考文献202

第七章 束流参数的影响205

7.1 引言205

7.2 质量分辨率206

7.3 可分析的深度214

7.4 垂直入射时的深度分辨率220

7.5 掠角入射时的深度分辨率225

7.6 表面杂质的探测灵敏度229

7.7 低能尾巴230

7.8 非卢瑟福散射、核反应与轻杂质的探测233

7.9 微束与不均匀层240

参考文献243

第八章 沟道技术的应用246

8.1 引言246

8.2 晶体定向的方法248

8.3 完美晶体253

8.4 晶格损伤，无定形层以及多晶薄膜264

8.5 通量峰和杂质的晶格位置292

8.6 分析束的影响302

参考文献303

第九章 能量损失的测量307

9.1 引言307

9.2 从[ε]的测量求得ε值308

9.3 从薄膜样品测定[ε]310

9.4 从信号高度测定[ε]313

参考文献318

第十章 背散射分析技术应用的文献目录320

10.1 引言320

10.2 表面327

10.3 体性质332

10.4 氧化物和氮化物层342

10.5 淀积层和生长层349

10.6 薄膜反应356

10.7 金属中的离子注入367

10.8 半导体中的离子注入373

10.9 金属中的氢和氦377

10.10 溅射和起泡过程380

10.11 微束和其它应用383

附录A 卢瑟福公式从质心系到实验室参考系的转换386

附录B 能量歧离对薄膜能谱的影响388

附录C 狭窄的矩形信号边缘的准确位置393

附录D 能量损失的汇编目录396

附录E 粗糙的靶398

附录F 数值表402

表Ⅰ 元素402

表Ⅱ 1H为入射粒子和靶质量M2为整数时的KM2403

表Ⅲ 4He为入射粒子和靶质量M2为整数时的KM2403

表Ⅳ 1H为入射粒子的K403

表Ⅴ 4He为入射粒子的K404

表Ⅵ 4He的阻止截面ε404

表Ⅶ 4He的阻止截面ε的多项式拟合405

表Ⅷ 4He的阻止截面因子[ε0]405

表Ⅸ 4He的能量损失因子[S0]405

表Ⅹ 各种元素对1MeV4He的卢瑟福散射截面405

表Ⅺ 4He在元素靶上的背散射产额表面高度H0406

定义与符号的索引451

英汉术语对照表455