Monte Carlo方法计算晶体析出相的X射线发射强度

本文提出了用Mont Carlo模拟计算晶体中析出相X射线发射强度的理论和方法:严格计算晶体对析出相中电子散射的影响;用绝对法计算析出相的X射线深度分布函数;给出了析出相中X射线吸收及二次荧光计算公式。作为实例,对不同加速电压下Au、Cu基体中Cr-Fe-Ni合金析出相的X射线发射强度作了计算,并得出一些规律。本工作为析出相的电子探针定量显微分析(EPMA)研究奠定了基础。

keV和低于keV的电子在固体中散射理论、计算方法及有关应用

本文讨论了keV和低于keV的电子在固体中散射的一般理论及MonteCarlo模拟计算方法,介绍了在电子显微学、电子束曝光等重要研究领域的一些应用实例。

解相对论Dirac方程计算低能电子弹性散射截面的分波法

本文给出一个基于解相对论Dirac方程计算低能电子弹性散射截面的方法,比较Thomas-Fermi-Dirac(TFD)势及Hartree-Fock(HF)势对散射截面计算的影响,计算了C、Al、Cu、Ag、Au等多种元素在0.01～10keV能量范围的弹性散射截面,比较分析Mott模型、Pendry模型以及屏蔽的Rutherford截面之间的差异。

低能电子束曝光中的Monte Carlo方法及沉积能分布

建立一个低能电子在多元多层介质中散射ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟计算方法。低能电子在多元介质中弹性散射用Ｍｏｔ截面描述并应用作者提出的平均散射截面方法进行模拟计算；给出多元介质中修正的Ｂｅｔｈｅ方程计算低能电子非弹性散射能量损失。计算了低能电子在电子束曝光胶中能量沉积分布。

Monte Carlo方法模拟低能电子在多元介质中散射——基于平均散射截面方法

应用基于平均散射截面低能电子在多元介质中散射MonteCarlo方法 ,模拟E0 ≤ 5keV低能电子在多种多元介质中散射。计算了电子背散射系数 ,背散射电子能谱、角分布 ,入射电子、背散射电子在介质中的作用范围、沉积能分布 ,并与确定散射中心方法的结果比较。两种方法计算结果广泛一致 ,进一步证明基于平均散射截面方法的有效性和可靠性。入射电子能量较低 ,介质平均原子序数较大时 ,计算的背散射电子角分布不服从余弦分布律。

应用分波法计算低能电子弹性散射截面

基于Pendry的工作,建立一个应用量子力学分波法计算低能电子弹性散射截面的方法,该方法采取Hartree近似和Hartree-Fock近似相结合,既节省计算机时又能将Pendry的算法延伸到keV以上能区。计算了元素Be、C、Al、Cu等的弹性散射截面,并与Screen-Rutherford截面进行比较。本文方法已用于低能电子散射研究中。文中给出计算程序框图。

Monte Carlo方法计算低能电子作用下固体背散射电子发射及空间分布

应用MonteCarlo方法 ,对能量E0 5keV低能电子作用下固体Al、Cu、Ag、Au的背散射电子发射及表面空间分布作了计算 .模型应用Mott散射截面及修正的Bethe方程分别描述低能电子在固体中的弹性和非弹性散射 .计算了背散射电子能量分布、表面空间分布、深度分布和角分布规律及特征 ,还计算分析了背散射电子角分布与深度分布、表面空间分布及能量分布之间的关系 ,系统地描述了背散射电子的发射及分布规律 .

Monte Carlo方法计算薄膜厚度测定背散射常数C(E_0)

应用蒙特卡罗方法模拟 5 ke V以下低能电子在 Al,Cu,Ag,Au薄膜中的散射 .模型应用 Mott散射截面和 Joy方法修正的 Bethe方程描述和计算低能电子在固体中弹性和非弹性散射 .计算了薄膜背散射系数η随薄膜厚度 D的变化 ,获得不同能量下的η～ D关系并给出相应线性区 Dmax分布 .分析了 η～D曲线初始线性区在低能时及随原子序数的变化 ,统计并应用最小二乘法计算得 E0 为 3,4,5 ke V下的背散射常数 C(E0 )以测定超薄膜厚度 .给出一个 E0 从几 ke V到几十 ke V能量范围计算背散射常数的经验公式 ,由此计算 Al,Cu,Au超薄膜、薄膜不同厚度时的η并与 Fitting,Cosslett的实验比较 。

Monte Carlo方法模拟背散射电子固体表面空间分布

应用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法模拟低能电子在固体中的散射过程；电子的弹性散射用较严格的Ｍｏｔｔ截面计算；非弹性散射分为等离子激发、导带电子激发及壳层电子激发并由Ｑｕｉｎｎ，Ｓｔｒｅｉｔｗｏｌｆ及Ｇｒｙｚｉｎｓｋｉ的截面描述．对不同能量低能电子作用下不同元素固体中背散射电子、低能损背散射电子表面空间分布作了计算，结果表明低能损背散射电子具有较好的空间分辨率，这对改善背散射电子图象以及电子束曝光检测技术较有意义．

一个改进的Love电子能量损失方程

给出一个改进的Ｌｏｖｅ电子能量损失方程──ＭＬ方程，该方程既保持了Ｌｏｖｅ方程可积分得到Ｂｅｔｈｅ路径解析式特点，能量较低时又能较好地描述电子能量损失．用ＭＬ及Ｌｏｖｅ方程对Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ的电子阻止本领与电子作用区作了计算比较．基于Ｍｏｔｔ截面以及ＭＬ与 Ｌｏｖｅ方程，用 Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ方法模拟了 Ｅ≤５ｋｅＶ的低能电子在Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ中的散射，计算的电子背散射系数表明，改进后的ＭＬ方程计算结果与实验符合较好。

keV低能束作用下固体BSEs角分布

应用蒙特卡罗方法 ,对不同能量低能电子作用下元素固体 Al,Cu,Ag,Au的背散射电子角分布及其与其他分布的关系作了模拟 .计算分析了背散射电子角分布随能量及原子序数的变化 ,不同出射角区背散射电子在固体中发射深度分布 ,能谱及表面空间分布 .结果表明背散射电子角分布随能量降低偏离余弦分布时发射规律的变化 ,小出射角区背散射电子强度增大主要来自样品浅表层大角度背散射产生的低能损背散射电子增加 ,且具有较好表面空间分辨率 .

低能电子非弹性散射阻止本领

电子在固体中的弹性散射用Ｍｏｔ截面描述，提出一个简化的壳层电子激发计算方法将文献［５］中对电子非弹性散射的模拟拓展到重元素，用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法模拟低能电子在Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ中的散射过程，计算的背散射系数、薄膜透射系数与实验一致．由此，计算得低能电子非弹性散射阻止本领并与Ｌｏｖｅ、Ｒａｏ—ＳａｈｉｂＷｉｔｔｒｙ以及Ｊｏｙ的修正Ｂｅｔｈｅ阻止本领作比较分析．

解相对论Dirac方程的低能电子弹性散射截面分波法

电子与固体相互作用是现代表面分析技术如SEM、EPMA及SAM等的物理基础。入射电子能量为几个keV或更低时,描述中能电子弹性散射的Rutherford截面不适用,需应用更为严格的量子力学分波法(PWM)。分波法计算电子弹性散射截面有解非相对论Schrodinger方程的pendry截面以及解相对论Dirac方程的Mott截面,但关于Mott截面的计算方法鲜见报导,且计算分析Mott截面、pendry截面及Rutherford截面之间的差异对描述低能电子在固体中散射物理过程十分重要。本文给出一个计算Mott截面的方法,由引入一变换使散射截面中相移计算由解复杂的Dirac方程转化为解一简单的一阶方程,应用Thomas—Fermi—Dirac(TFD)势函数,导出初值及相移计算式。

Monte Carlo重整化群方法计算逾渗模型的临界指数

本文运用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ重整化群方法计算了点遍渗中次近邻正方格子的导通阈值和临界指数，得出与最近邻正方格子属于同一普适类的结论。

低能电子在固体中散射理论及Monte Carlo模拟计算方法

本文应用较严格的理论描述低能电子在固体中散射的过程,提出了对该过程进行直接模拟的计算方法:经作者改进的Pendry分波法模型计算电子与原子间的弹性散射;非弹性散射既考虑壳层电子、导带电子贡献,也计入等离子激发的影响;电子散射及二次电子级联过程用Monte Carlo方法严格模拟,对不同能量低能电子作用下,Cu的二次电子产额、能谱曲线及背散射系数作了计算,所得结果与Kashikawa等的实验事实一致。

多层簿膜厚度XQMA测定及Monte Carlo计算方法

本文提出了应用X射线显微分析实验及Monte Carlo模拟计算电子散射、X射线激发来确定多层薄膜样品每一层厚度的方法.在几种加速电压下,对不同组成、不同厚度的多层膜进行了测定,所得结果与核背散法测定值一致.相对误差小于10％.文中给出了计算程序流程图.

Monte Carlo方法计算多层薄膜中X射线发射强度

基于作者发展的电子散射模型,多层介质中电子散射理论、X射线强度、吸收和荧光计算公式,用Monte Carlo方法计算了多层薄膜中X射线发射强度比值。在不同加速电压下,对Si衬底上Au,Cu多层膜及Cr,Ni多层膜计算的强度比与EPMA实验结果广泛一致。本工作为最终解决多层薄膜X射线定量显微分析的难题奠定了理论基础。

Monte Carlo方法计算晶体析出相的X射线发射强度

本文提出了用Monte Carlo模拟计算晶体中析出相X射线发射强度的理论和方法。作为实例,对不同加速电压下Au,Cu基体中Cr—Fe—Ni合金析出相的X射线发射强度作了计算,并得出一些规律。

低能电子在多元介质中散射Monte Carlo计算方法

在电子束显微分析、电子束曝光技术研究中,样品的X射线微区定量分析、薄膜厚度测定以及电子束曝光定量计算等一系列重要课题均涉及电子在多元介质中复杂散射模拟。应用Monte Carlo方法,电子的每一步散射,迄今所采用的方法均需随机抽样确定何元素原子为散射中心,再进一步计算散射步长、散射角及能量损失等。基于Rutherford-Bethe模型,一个具有N种元素介质,一次散射事件中,若ⅰ号元素原子发生散射的几率记为R表示(0,1)上均匀分布的随机数,则须由∑P_ⅰ<及≤∑_ⅰ(k=1,2,…,N)随机抽样确定k号元素原子为散射中心。因此,较之纯元素,多元介质中电子散射模拟复杂得多。特别是电子能量降至几个keV或更低时,电子的弹性散射需用量子力学分波法描述并用数值方法计算,计算过程就更加繁复。为此,本文提出一个低能电子在多元介质中散射Monte Carlo模拟计算方法。电子的弹性散射用Mott散射截面描述,提出平均散射截面的概念将多元介质等效为单一元素介质,从而摒弃传统的抽样确定散射中心方法,使电子散射模拟大为简化。电子非弹性散射基于电子能量损失连续减速近似,给出将多元介质中电子能量损失Bethe方程转换为具有平均原子序数、平均原子量的单一元素能量损失方程后再确定修正系数K的方法。应用本文方法,对不同能?

一个改进的低能电子散射Monte Carlo计算方法

低能电子在固体中散射理论和计算方法研究,为电子显微学和电子束曝光等领域的发展提供了基础。入射电子能量为几十个keV数量级时,基于Rutherford-Bethe理论的Monte Carlo模拟计算方法成功地解决了上述课题中的一系列难题。Rutherford-Bethe模型计算方便,容易拓展到多元、多层介质中复杂电子散射模拟。然而,当电子能量降至几个keV或更低时,由波恩近似导出的Rutherford散射截面和Bethe连续能量损失公式均不适用。我们用Monte Carlo直接模拟的方法描述电子在固体中发生的弹性散射和非弹性散射主要激发过程,使模拟计算能延续到较低能量范围。但该方法计算十分繁复,应用于多元组分介质计算量非常大。Kotera,Murata等采用Kanaya-Okayama方程计算低能电子非弹性散射能量损失,将Rutherford-Bethe模型拓展到低能范围。Kanaya-Okayama方程中有两个待定参数需在计算中调整确定,他们的计算方法未表明具有普适性。