电子束曝光模拟中电子弹性散射的新模型

传统的卢瑟福弹性散射模型不适用于描述电子和原子序数较高(Z>4)的材料的弹性相互作用。给出一种模型,此模型采用Thomas-Fermi-Dirac(TFD)势能作为原子势,利用波恩近似法解薛定谔波动方程,得到弹性散射截面。利用此模型计算了H,Li,C,O和Si几种元素的弹性散射截面,并将结果和卢瑟福弹性散射模型的结果以及弹性散射的精确模型———Mott截面模型的结果进行了比较,发现在入射电子能量较高(E>5 keV),材料原子序数较大(Z>4)的条件下,此模型的计算结果和Mott截面的结果很接近,说明在该条件下此模型比卢瑟福弹性模型更精确,适用于描述高能电子和较高原子序数材料的弹性相互作用。此外,还对此模型进行了相对论修正,发现当入射电子能量达到100 keV时,相对论效应很明显。