4 He離子盧瑟福背散射的Geant4模擬

張 慧，梅雪松，關(guān)世榮，龐 楊，周 巍，魯 彤

(黑龍江省科學院技術(shù)物理研究所，哈爾濱 150086)

現(xiàn)代技術(shù)研究表明，材料和生命物質(zhì)的許多物理、化學和生物特性與他們所包含的痕量元素和微結(jié)構(gòu)有關(guān)。核分析就是通過射線和物質(zhì)中的原子或原子核相互作用，采用近代核物理實驗技術(shù)分析物質(zhì)的元素組分和結(jié)構(gòu)的一種高靈敏分析方法。它包括活化分析、離子束分析和超精細相互作用分析三個方面。核分析技術(shù)已在材料、能源、環(huán)境、生命科學以及地質(zhì)、考古等領(lǐng)域成為必不可少的分析手段。本文主要介紹離子束分析(盧瑟福背散射)。

盧瑟福背散射分析技術(shù)是一種無損、快速、直接分析表面雜質(zhì)濃度和雜質(zhì)深度的重要分析技術(shù)。1967年，RBS首次被成功用于分析月球土壤成分，現(xiàn)已發(fā)展成為一種十分成熟的分析手段，它在離子注入、薄膜技術(shù)、半導體和其他新型材料研究與生產(chǎn)方面，都表現(xiàn)出優(yōu)異的特點，因而在科學研究技術(shù)開發(fā)方面，得到人們極大的重視，并已成為一種常規(guī)、不可缺少的分析手段［1，2］。盧瑟福背散射技術(shù)所帶來的社會和經(jīng)濟效益也是巨大的，美國2011年發(fā)射升空的“好奇”號火星車其主要目的就是通過盧瑟福背散射技術(shù)來分析火星的物質(zhì)成分。所謂背散射就是4He離子或其他離子打到靶物質(zhì)上，入射離子和靶原子核發(fā)生庫侖相互作用，部分入射離子發(fā)生大角度散射的現(xiàn)象。用金硅面壘半導體探測器測量可得到背散射離子能譜。……