SRIM程序介紹

1、SRIM程序介紹SRIM是 一組程序，計算制止和各種離子進入問題。方法：采用全量子 力學(xué)治療離子原子碰撞。SRIM、是referes的運動原子的“離子，和所有目標(biāo)原子作為“原子SRIM包括兩個主要工程，和一些特殊用途的程序。SR 表制止和范圍離子在簡單的目標(biāo)?？焖賱?chuàng)立表停車和各種離子的問題在很寬的頻帶離子能量。TRIM運輸?shù)碾x子的物質(zhì)是蒙特卡羅計算如下離子納入目標(biāo)，使詳細的計算的能源轉(zhuǎn)移到每一個目標(biāo)原子碰撞。多層次的復(fù)雜目標(biāo)蒙特卡羅模擬方法M-C方法通過計算機模擬跟蹤一大批入射粒子的運動。粒 子的位置、能量損失以及次級粒子的各種參數(shù)都在整個跟蹤過程中存儲下來，最后得到各種所需物理量的期望值和相

2、應(yīng)的統(tǒng)計誤差。在M-C方法計算過程中采用 連續(xù)慢化假設(shè)，即入射離子與材料靶原子核的碰撞采用兩體碰撞描述，這一部 分主要導(dǎo)致入射離子運動軌跡的曲折，能量損失來自于彈性能量損失局部，而 在兩次兩體碰撞之間認(rèn)為入射離子與材料中的電子作用連續(xù)均勻地?fù)p失能量，當(dāng)入射為重離子時可認(rèn)為在這期間入射離子作直線運動，能量損失來自于非彈性能量損失局部。兩次兩體碰撞之間的距離以及碰撞后的參數(shù)通過隨機抽樣得 到。TRIM 運輸?shù)碾x子的物質(zhì)是蒙特卡洛蒙特卡羅微調(diào)是非常靈活：它將處理離子能量從10 EV至2 GEV，靶材最多高達8層，由12個不同的元 素組成。它將計算出三維分布的離子和所有相關(guān)離子的能量損失的動力學(xué)現(xiàn)象的

3、：目 標(biāo)損傷，濺射，電離，生產(chǎn)聲子。所有目標(biāo)原子級聯(lián)的目標(biāo)是在遵循的細節(jié)。這個程序是更準(zhǔn)確地計算離子幅度超過運輸方案中使用簡工程以生產(chǎn)各 種表格上面所述。Stoppi ng power:入射粒子在單位路程上損失的能量-dE/dx.射程：入射粒子從進入靶起到停止點所通過的總的路程，稱為射程.Projected Range 預(yù)測范圍以Rp表示射程在入射方向投影的長度，稱作投影射程.左邊的示意圖是一個能量E,有入射角的入射粒子在物質(zhì)中的軌跡。Ion :入射粒子Atom :靶原子Recoil atoms:與入射粒子發(fā)生位移碰撞的反沖靶原子Straggle:射程是具有統(tǒng)計性質(zhì)的，不完全一致，而有小的統(tǒng)計

4、變化Cascade由于一個初級撞出原子而導(dǎo)至眾多的原子發(fā)生位移的過程Vacancy:晶格中某個原子被移去后所形成的缺陷In terstitial atoms:填隙原子是指在正常排列的晶格原子位置之間插入的多余原子.Backscattered Ions:從入射外表進來又從入射外表出去的入射粒子Tran smitted Ions從入射外表進來從反面出去的入射粒子Sputtered atoms:被入射粒子碰撞而離開入射外表的靶原子Displacement Collisions位移碰撞：具有一定能量的原子碰撞另一個原子晶格使 的它離開原來的位置。Replaceme nt Collisio ns 替位碰

5、撞：原子的網(wǎng)站新的原子，其原來的相同原子這是下文討論。這是唯一的機制，其中一個空缺可能重新占領(lǐng)。電離：是能量損失的目標(biāo)電子。電子靶吸收能量從快速移動的離子和反沖原子， 然后釋放的熱量，如果它的目標(biāo)是金屬，或者作為聲如果目標(biāo)是一個絕緣體.Pho nons 聲子：中儲存的能量是原子振動會在一個晶體。因為所有的原子在 晶體是有聯(lián)系的，當(dāng)您啟動振動其中之一，那么所有其他也開始振蕩。這種大規(guī) 模的振動被稱為聲子，因為它是有點量化某些振動模式是首選。位移能量Edisp：發(fā)生原子位移所必須的最小能量。點陣耦合能Eatt ：這是能源，每一個原子失去，目標(biāo)反彈時，晶格和反彈 目標(biāo)。通常這是第1 - 3 EV定級

6、遞增，但價值不知道大多數(shù)化合物。外表能Eurf :這是原子能源這一目標(biāo)必須克服離開地面目標(biāo)單位=電子伏特。Final Energy 末了能在移動一個原子Efinal：低于它被認(rèn)為是停止。最后能源是一個能源低于上述任何能量。事件原子具有原子序數(shù)Z1,能量E。碰撞的目標(biāo)范圍內(nèi)的原子的原子序數(shù)Z2。碰撞后，該事件離子能量E1和擊中原子具有能量E2。If E2 >Edisp,原子位移,If E2 >Edisp, If E 1 >Edisp,空穴If E2 >Edisp, If Ei <Edisp,Z1=Z2,替換碰撞，如果 Z1 不等于 Z2成為停止間隙原子If E2 &

7、lt;Edisp, If Ei <Edisp,Z1 變成一個空穴,E1+E2 釋放一個聲子位移=空缺+替換碰撞空缺=空隙+ 原子而離開靶區(qū)入射粒子產(chǎn)生級聯(lián)碰撞的示意圖濺射的示意圖置換碰撞的示意圖輸入局部：入射粒子Name Mass EnergyAn gle of In cidemceEleme nts靶Layer n ameWidth計算損傷類型：Quick:采用Kinchin-Pease模型來快速計算靶損傷情況 8層,12種元素，不關(guān)注靶損傷的詳細情況或者濺射。Full Damage Cascade 該項跟蹤每 的位移閾能.3層,4種元素。個反沖核直到它們的能量低于靶原子TRIM系統(tǒng)離

8、子數(shù)據(jù)Table A 1- RANGE_3D.TXTTable A 2 - BACKSCAT.TXTTable A 3 - TRANSMIT.TXTTable A 4 - SPUTTER.TXTTable A 5 - TRIMOUT.TXTTable A 6 - COLLISON.TXT Table A 7 - COLLISON.TXTTable A 8 - COLLISON.TXT 撞出晶格原子引起的次級損傷用最后形成3D離子分布背散射離子動力學(xué)粒子傳輸動力學(xué)原子濺射動力學(xué)2、4的一覽表離子-原子碰撞with Recoil Cascades反彈格狀物with Ki nchi n-Pease

9、損傷Kinchin-Pease 模型Averaged TRIM Output 平均輸出Table A 9- TDATA.TXTTable A 10 - RANGE.TXTTable A 11 - LATERAL.TXTTable A 12 - IONI Z.TXTTable A 13 - PHONON.TXTTable A 14 - ACANCY .TXTTable A 15 - NOVAC.TXT計算概要離子射程分布離子射程分布電離能量損失聲子能量損失產(chǎn)生空穴碰撞移位1. Quick 快速計算一定能量粒子打進靶材料中的深度，入射粒子在靶物質(zhì)中 的分布，粒子的電離效應(yīng)能量損失，傳遞給反沖原子的

10、能量，背散射粒子數(shù)和穿透粒子數(shù)2. Full計算入射粒子與靶原子的詳細碰撞對靶物質(zhì)的所有損傷。比方：濺 射產(chǎn)額，入射粒子和反沖原子的能量損失詳細情況。3. 構(gòu)建復(fù)雜的分層，做高能粒子探測器。4. 高能粒子慢化，根據(jù)入射粒子的能量和所需要的出射粒子的能量，精確的選定 減速靶板的厚度。5. 界面混合ATOAT T>TSTRTRUTTOIVSfh ' *:, - r i '':irin -« ««» iiSiliccum 毎=v>§>Dq=UK6. 可以根據(jù)右圖的數(shù)據(jù)估計入射粒子對靶所造成的空缺損傷，考慮是否

11、產(chǎn)生非 晶形層。ATOM DISTRIBUTIONSIon* (Not to Scale)Si Recoil DistributionJ-Target Depth -7. 利用下列圖提供的數(shù)據(jù)，根據(jù)入射劑量可估計入射粒子在靶材料中的摻雜濃度。 還可以計算入射粒子不同能量不同入射角對靶的總損傷。TRIM.DAT可以算不同粒子，以不同的能量，從不同的位置，以不同的角度入射到靶中 的情況。A、在SRIM計算中，可以不受靶有多少層的限制；B、TRIM修剪可用于計算固體中的反沖級聯(lián)中子，電子或光子NEP顆粒.它使用的輸入文件TRIM.DAT哪些包含關(guān)于開始反沖級聯(lián)的目標(biāo)原子的運動信 息.TRIM.DAT

12、是由計算能量轉(zhuǎn)移到目標(biāo)原子被噪聲等效功率微粒的某一其他 節(jié)目引起的MCNP或它。然后整理采取這外在信息并且計算造成的損害對從反 沖級聯(lián)的目標(biāo)。最后，還可以通過編程把所有入射粒子的對靶的損傷作一個大整合， 得到總損傷離子制止和對象范圍 :在SRIM中涉及到能量損失計算問題。表制止的能力，范圍和濺射 straggling 離散任何離子分布在任何能源的任何 元素的目標(biāo)。 目標(biāo)與復(fù)雜的多層次配置離子注入 : 離子束用于修改樣品注射原子改變目標(biāo)化學(xué)和電子特性。 離子束還造成損害的固體靶原子位移。濺射: 離子束可磕打目標(biāo)原子，這個過程被稱為離子濺射 . 離子傳輸 : 離子束可以遵循通過混合氣體 /固體靶層

13、，如發(fā)生在電離室或在能源減 低用來減少離子束能量 材料配置層和安置材料 材料成分化學(xué)計量學(xué) 位移能源的每個元素在每一層的每一個材料有疑問，請使用40 eV的密度為每一層的材料 事件離子型 事件離子能量 所需資料1-離子分布和快速計算的損失- 此選項應(yīng)使用如果你不關(guān)心細節(jié)，目標(biāo)損害或濺射。損害計算這個方法將成為快速統(tǒng)計估計的根底上Kin chin -Peas模型下面的數(shù)據(jù)將被計算正確：最后分配離子的目標(biāo)，電離能量損失的離子進入目標(biāo)， 能量轉(zhuǎn)移到反沖原子，背散射離子，轉(zhuǎn)交離子2-詳細計算完全濺射損傷 此選項追蹤反彈，直到其能量低于最低位移能源的任何目標(biāo)原子。 所有碰撞損壞的目標(biāo)進行了分析。例外的非常罕見的大規(guī)模級聯(lián)原子超過 8000 ，修剪耗盡的內(nèi)存，和一個錯誤信 息發(fā)布，說明限制 8000原子在一個梯級已經(jīng)超過。計算后繼續(xù)張貼信息。3-外表濺射/單層碰撞-全面治療濺射載于上述計算充分損