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稀土是工业维生素,稀土矿在我国有丰富的储藏,主要分布在内蒙。稀土在国防、信息、节能减碳等有重要的作用。稀土广泛应用于如储氢材料、热电材料、铈钨电极、陶瓷电容器、铈碳化硅磨料、电池原料、某些永磁材料、各种合金钢及有色金属等各种材料科学领域。
载能粒子与固体表面的相互作用是重要的前沿性研究项目。由离子和固体相互作用产生的表面损伤称离子溅射,离子溅射可在材料的表面改性、制备薄膜、聚变反应堆的壁效应等众多领域中有重要应用。
溅射产额是反应离子溅射物理机制的重要参数。基于Sigmund的溅射理论,采用经验公式和蒙特卡洛模拟方法研究了稀土元素铈等的溅射产额。首先简单介绍了Sigmund的理论和一些基于此理论的一些其它经验公式,并较详细的描述了YAMAMURA等在粒子垂直入射和斜入射的溅射产额按能量分布和角度分布的半经验公式。计算了离子轰击单原子靶材的溅射产额。采用YAMAMURA等人研发的ACAT模拟程序模拟计算了氩和铈,铽,铥,钛的溅射产额,同时采用YAMAMURA等垂直入射溅射产额依赖能量的半经验公式做了相应的计算,初步估算出铈作为靶材的重要参数,验证了公式应用的广泛性。
编辑程序,采用YAMAMURA等在溅射产额依赖角度的半经验公式,计算了离子在多种能量的情况下从不同角度入射到铈等的溅射产额,分别考虑荷能粒子为轻离子低能和高能,重离子低能和高能等不同状态同的相应的模拟计算,比较分析了结果。计算讨论了YAMAMURA的计算溅射产额公式的适用条件和范围。