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30-100keV質子貫穿C-Si薄膜的電子轉移研究
Thesis

30-100keV質子貫穿C-Si薄膜的電子轉移研究

羅家治
Masters, 國立清華大學, 生醫工程與環境科學系
1994

Abstract

質子 碳矽薄膜 電子轉移 電子產率 離子產率 Proton C-Si foil Electron Transfer Electron Yield Ion Yield
當加速荷電粒子與中性靶原子碰撞時會產生大量的電子, 並且會發生電子 轉移現象。本論文是將300A 的Lexan兩面分別蒸鍍1μg的 C及5.5μg的 Si 元素所組成的三明治型式的靶, 利用 Cockcroft-Walton 加速器所產 生的30 -100 keV的質子貫穿, 藉以了解改變靶角度對觀察角θ= 0° 處 電子產率的影響; 質子由不同的表面層貫穿出時對θ=45° 處電子產率與 θ=135°處電子產率的比值 ( rF/rB)是否會有影響; 質子由不同的表面 層貫穿出時, 在θ=0°處的離子產率和入射質子能量的關係; 質子由不同 的表面層貫穿出時, 在θ=0°處的電子產率和入射質子能量的關係。實驗 結果顯示:(1)以60keV及90keV的質子貫穿靶, 靶角度增加則在θ=0°的電 子產率增加。符合Sternglass的理論。(2) 以30keV、60keV及90keV 的質 子由靶的碳層貫穿出所得到的rF/rB 比值比由靶的矽層貫穿出所得到的 rF /rB 比值大許多, 顯示逃離靶表面至真空中電子的量和靶的表面層元 素有關。(3) 以30-100keV 的質子由靶的碳層貫穿出所得到離子產率比由 靶的矽層貫穿出所得到離子產率大, 顯示貫穿靶後質子的量會受到靶背面 層的影響。此外, 離子產率均出現振盪結構。顯示質子在背面層接近表面 處和C 或 Si 原子碰撞時, 電子在質子及靶原子電子軌道上的空位作近似 共振的電荷交換。又由於質子和碳原子最外層的電子束縛能較接近, 所以 離子產率振盪的情形較明顯。(4) 以30-100keV的 質子分別由靶的矽層與 碳層進入, 在θ=0°處的電子產率會隨入射質子能量的提高而增加, 符合 Baragiola et al.的理論。

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