SRIM程序介绍

SRIM程序介绍SRIM是一组程序，计算制止和各种离子进入问题。方法：采用全量子力学治疗离子原子碰撞。（SRIM总是referes的运动原子的“离子”，和所有目标原子作为“原子”）SRIM包括两个主要项目，和一些特殊用途的程序。SR（表制止和范围离子在简单的目标）。快速创建表停车和各种离子的问题在很宽的频带离子能量。TRIM（运输的离子的物质）是蒙特卡罗计算如下离子纳入目标，使详细的计算的能源转移到每一个目标原子碰撞。（多层次的复杂目标）蒙特卡罗模拟方法(M-C方法)通过计算机模拟跟踪一大批入射粒子的运动。粒子的位置、能量损失以及次级粒子的各种参数都在整个跟踪过程中存储下来,最后得到各种所需物理量的期望值和相应的统计误差。在M-C方法计算过程中采用连续慢化假设,即入射离子与材料靶原子核的碰撞采用两体碰撞描述,这一部分主要导致入射离子运动轨迹的曲折,能量损失来自于弹性能量损失部分,而在两次两体碰撞之间认为入射离子与材料中的电子作用连续均匀地损失能量,当入射为重离子时可认为在这期间入射离子作直线运动,能量损失来自于非弹性能量损失部分。两次两体碰撞之间的距离以及碰撞后的参数通过随机抽样得到。TRIM（运输的离子的物质）是蒙特卡洛蒙特卡罗微调是非常灵活：它将处理离子能量从10EV至2GEV，靶材最多高达8层，由12个不同的元素组成。它将计算出三维分布的离子和所有相关离子的能量损失的动力学现象的：目标损伤，溅射，电离，生产声子。所有目标原子级联的目标是在遵循的细节。这个程序是更准确地计算离子幅度超过运输计划中使用简项目以生产各种表格上面所述。Stoppingpower:入射粒子在单位路程上损失的能量(-dE/dx).射程:入射粒子从进入靶起到停止点所通过的总的路程,称为射程.ProjectedRange预测范围以Rp表示射程在入射方向投影的长度,称作投影射程.tR是粒子在靶物质中所走过的路程，pR是与入射方向平行的射程，pR是与入射方向垂直的射程，pR与入射表面垂直的射程。左边的示意图是一个能量E,有入射角的入射粒子在物质中的轨迹。Ion:入射粒子Atom:靶原子Recoilatoms:与入射粒子发生位移碰撞的反冲靶原子Straggle:射程是具有统计性质的,不完全一致,而有小的统计变化Cascade:由于一个初级撞出原子而导至众多的原子发生位移的过程Vacancy:晶格中某个原子被移去后所形成的缺陷Interstitialatoms:填隙原子是指在正常排列的晶格原子位置之间插入的多余原子.BackscatteredIons:从入射表面进来又从入射表面出去的入射粒子TransmittedIons:从入射表面进来从背面出去的入射粒子Sputteredatoms:被入射粒子碰撞而离开入射表面的靶原子DisplacementCollisions位移碰撞:具有一定能量的原子碰撞另一个原子晶格使的它离开原来的位置。ReplacementCollisions（替位碰撞）:原子的网站新的原子，其原来的相同原子（这是下文讨论）。这是唯一的机制，其中一个空缺可能重新占领。电离:是能量损失的目标电子。电子靶吸收能量从快速移动的离子和反冲原子，然后释放的热量，如果它的目标是金属，或者作为声如果目标是一个绝缘体.Phonons（声子）:中储存的能量是原子振动会在一个晶体。因为所有的原子在晶体是有联系的，当您启动振动其中之一，那么所有其他也开始振荡。这种大规模的振动被称为声子，因为它是有点量化（某些振动模式是首选）。位移能量(dispE):发生原子位移所必须的最小能量。点阵耦合能(lattE):这是能源，每一个原子失去，目标反弹时，晶格和反弹目标。通常这是第1-3EV定级递增，但价值不知道大多数化合物。表面能(surfE):这是原子能源这一目标必须克服离开地面目标（单位=电子伏特）。FinalEnergy（末了能）(在移动一个原子)(finalE):低于它被认为是停止。最后能源是一个能源低于上述任何能量。事件原子具有原子序数Z1，能量E。碰撞的目标范围内的原子的原子序数Z2。碰撞后，该事件离子能量E1和击中原子具有能量E2。IfE2Edisp,原子位移,IfE2Edisp,IfE1Edisp,空穴IfE2Edisp,IfE1Edisp,Z1=Z2,替换碰撞,如果Z1不等于Z2成为停止间隙原子.IfE2Edisp,IfE1Edisp,Z1变成一个空穴,E1+E2释放一个声子位移=空缺+替换碰撞空缺=空隙+（原子而离开靶区）入射粒子产生级联碰撞的示意图溅射的示意图置换碰撞的示意图输入部分：入射粒子——NameMassEnergyAngleofIncidemce靶——LayernameWidthElements计算损伤类型:Quick:采用Kinchin-Pease模型来快速计算靶损伤情况8层,12种元素，不关注靶损伤的详细情况或者溅射。FullDamageCascade:该项跟踪每一个反冲核直到它们的能量低于靶原子的位移阈能.3层,4种元素。TRIM系统离子数据TableA1-RANGE_3D.TXT(最后形成3D离子分布)TableA2-BACKSCAT.TXT(背散射离子动力学)TableA3-TRANSMIT.TXT(粒子传输动力学)TableA4-SPUTTER.TXT(原子溅射动力学)TableA5-TRIMOUT.TXT(2、4的一览表)TableA6-COLLISON.TXT(离子-原子碰撞)TableA7-COLLISON.TXT(withRecoilCascades反弹格状物)TableA8-COLLISON.TXT(withKinchin-Pease损伤撞出晶格原子引起的次级损伤用Kinchin-Pease模型)AveragedTRIMOutput（平均输出）TableA9-TDATA.TXT(计算概要)TableA10-RANGE.TXT(离子射程分布)TableA11-LATERAL.TXT(离子射程分布)TableA12-IONIZ.TXT(电离能量损失)TableA13-PHONON.TXT(声子能量损失)TableA14-VACANCY.TXT(产生空穴)TableA15-NOVAC.TXT(碰撞移位)1.（Quick）快速计算一定能量粒子打进靶材料中的深度,入射粒子在靶物质中的分布，粒子的电离效应能量损失，传递给反冲原子的能量，背散射粒子数和穿透粒子数。2.（Full）计算入射粒子与靶原子的详细碰撞对靶物质的所有损伤。比如：溅射产额，入射粒子和反冲原子的能量损失详细情况。3.构建复杂的分层，做高能粒子探测器。4.高能粒子慢化，根据入射粒子的能量和所需要的出射粒子的能量，精确的选定减速靶板的厚度。5.界面混合。6.可以根据右图的数据估计入射粒子对靶所造成的空缺损伤，考虑是否产生非晶形层。7.利用下图提供的数据，根据入射剂量可估计入射粒子在靶材料中的掺杂浓度。还可以计算入射粒子不同能量不同入射角对靶的总损伤。TRIM.DAT可以算不同粒子，以不同的能量，从不同的位置，以不同的角度入射到靶中的情况。A、在SRIM计算中，可以不受靶有多少层的限制；B、TRIM修剪可用于计算固体中的反冲级联中子，电子或光子（NEP颗粒).它使用的输入文件TRIM.DAT哪些包含关于开始反冲级联的目标原子的运动信息.TRIM.DAT是由计算能量转移到目标原子被噪声等效功率微粒的某一其他节目引起的(MCNP或它)。然后整理采取这外在信息并且计算造成的损害对从反冲级联的目标。最后，还可以通过编程把所有入射粒子的对靶的损伤作一个大整合，得到总损伤。离子制止和对象范围:在SRIM中涉及到能量损失计算问题。表制止的能力，范围和溅射（straggling离散）任何离子分布在任何能源的任何元素的目标。目标与复杂的多层次配置离子注入:离子束用于修改样品注射原子改变目标化学和电子特性。离子束还造成损害的固体靶原子位移。溅射:离子束可磕打目标原子，这个过程被称为离子溅射.离子传输:离子束可以遵循通过混合气体/固体靶层，如发生在电离室或在能源减低用来减少离子束能量材料配置（层和安置材料）材料成分（化学计量学）位移能源的每个元素在每一层的每一个材料有疑问，请使用40eV的密度为每一层的材料事件离子型事件离子能量所需资料1)-离子分布和快速计算的损失–此选项应使用如果你不关心细节，目标损害或溅射。损害计算这个办法将成为快速统计估计的基础上Kinchin-Peas模型下面的数据将被计算正确：最后分配离子的目标，电离能量损失的离子进入目标，能量转移到反冲原子，背散射离子，转交离子(2)-详细计算完全溅射损伤此选项追踪反弹，直到其能量低于最低位移能源的任何目标原子。所有碰撞损坏的目标进行了分析。例外的非常罕见的大规模级联原子超过8000，修剪耗尽的内存，和一个错误信息发布，表明限制8000原子在一个梯级已经超过。计算后继续张贴信息。(3)-表面溅射/单层碰撞–全面治疗溅射载于上述计算充分损害级联。修剪包含的概念，“自由飞行路径”，在这种大跳跃使离子之间的碰撞和损坏的任何目标是遍布增长目标原子。为溅射，每个近地表相互作用应被视为，并指定这种类型的计算，需要修剪，以评估每一个原子碰撞中的细节。如果您使用此选项，您应限制深入的您的目标，以加快您的计算方法。对重离子（ž5），厚度为30A的目标可能是足够的只有表面级联通常有助于溅射。轻离子，您可能需要高达500A的目标，以评估溅射准确。