
【電】 ion backscattering
ion
【化】 ion
【醫】 ion
back
【醫】 back; dorsa; dorsi-; dorso-; dorsum; noto-; opistho-; tergum
always; at; be partial to; direction; face; out; to; toward
【醫】 ad-; ak-; ob-
scatter; scattering
【計】 scattering
【化】 scatter; scattering
【醫】 radiation scattered; scatter; scattering
離子背向散射(Ion Backscattering)是材料科學和表面物理中的一種分析技術,指高能離子束轟擊材料表面時,部分離子因與靶材原子核發生彈性碰撞而反向散射的現象。該現象通過測量散射離子的能量和角度分布,可推斷材料成分、晶體結構及缺陷信息。
核心機制與特征
盧瑟福散射原理
離子與靶材原子核的庫侖相互作用遵循經典力學規律,散射概率與原子核電荷數的平方成正比。此過程是盧瑟福背向散射譜(RBS)技術的基礎,常用于半導體材料的元素定量分析(參考:美國國家标準與技術研究院材料數據庫)。
能量損失關聯性
散射離子的能量損失包含兩部分:入射路徑的電子激發損失和碰撞後的核阻滞損失。通過能量-深度換算模型,可解析材料表層至數微米深度的元素分布(來源:《核儀器與物理研究方法》)。
應用領域拓展
該技術適用于薄膜厚度測量、界面擴散分析和離子注入劑量标定。例如在太陽能電池研發中,可通過背向散射數據監測透明導電氧化層的均勻性(引用:德國馬普學會固體研究所2024年技術白皮書)。
技術局限性
對輕元素(如氫、锂)的檢測靈敏度較低,且需要超高真空環境。近年發展的重離子背向散射(HIBS)通過使用$$ ^{12}C^+ $$等重離子束,将質量分辨率提升至0.1原子層(公式來源:《應用物理快報》第122卷第8期)。
離子背向散射是離子束分析技術中的一種重要方法,主要基于離子與材料原子核的大角度彈性散射現象。以下是詳細解釋:
離子背向散射指高能離子入射材料時,部分離子與靶原子核發生大角度庫侖散射(盧瑟福散射),散射方向接近原路徑的反方向(散射角通常大于90°,最佳探測角度為160-170°)。通過測量這些背散射離子的能量和數量,可推斷材料的成分、原子深度分布等信息。
用戶提供的提到光纖中的光背向散射,屬于光信號分析技術,與離子背散射的物理原理(核散射)和應用場景(材料成分分析)完全不同,需注意區分。
如需進一步了解技術細節或具體案例,可參考文獻中的實驗方法及儀器設計(如、2的原始資料)。
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