低能离子是指能量小于200keV的荷能离子。在离子注入靶材料的过程中，荷能离子对靶材料表面的溅射和刻蚀是一种普遍现象。本论文利用不同的生物靶材料和检测方法，探索检测离子束刻蚀生物靶材料的评估方法，开展了离子束溅射对靶材料刻蚀程度的量化表征。本论文的研究内容和主要结果如下:　　1.生物靶材料的蒙特卡罗模拟:利用蒙特卡罗方法计算不同能量、入射角度的离子束对植物细胞壁成分（纤维素、木聚糖和果胶）的溅射率，计算结果表明溅射率与入射角度成正比，并且当入射离子能量小于100keV时，溅射率随着能量的升高先增大后减小。进一步采用质量损失方法验证蒙特卡罗计算结果，发现低能离子束溅射对三种靶材料的刻蚀程度是不同的，其中纤维素的刻蚀程度小于其它两种成分，这可能与它们的分子结构有关。但三种成分被刻蚀的程度与入射离子的能量、剂量成正比，并与离子种类相关。　　2.低能离子束刻蚀对生物膜的通透性影响:未经离子束刻蚀的番茄表皮可有效地阻挡α-粒子的通过，而离子束溅射会对番茄表皮产生刻蚀作用，减薄它的厚度，使得α-粒子有足够的能量穿透受损的表皮组织。利用能谱仪检测透射α粒子的能谱结合CR39乳胶片对透射α粒子计数，建立了基于α粒子检测低能离子辐照植物表皮通透性的方法。基于该方法研究显示:增大入射离子的能量和剂量，透射α粒子的能量和数量也随之增大，说明低能离子对番茄表皮组织的刻蚀作用与入射离子的能量和剂量相关，另外质量较大的Ar离子对番茄表皮的刻蚀作用要大于质量较轻的N离子。　　3.离子束辐照物理参数对生物靶材料溅射产额的影响:论文设计了一个溅射收集装置研究低能离子束对靶材料的溅射效应。分别用收集的尿素和辣椒素含量代表生物小分子和生物组织的溅射产额。优化辐照参数，消除因“热效应”对溅射产额的影响。以生物小分子尿素为靶材料的研究结果显示:随着剂量上升和能量增加，尿素溅射产额增加。相同能量和剂量下Ar离子辐照引起的溅射更加显著。离子束辐照生物组织时，溅射产物中辣椒素含量检测结果显示:随着入射离子剂量的增加，能够检测到的辣椒素含量逐渐增大后减小，在5×1016ions/cm2时达到最大值;当使用不同能量的离子处理辣椒表皮样品时，15keV时可收集到的辣椒素含量达到最大值。并且由TRIM程序计算的尿素溅射产额远远低于实际得到的结果，说明对复杂的生物靶溅射产额的模拟，需要在固体模型的基础上进一一步发展。