固体中能量电子的输运 计算机仿真及其在材料分析和表征中的应用PDF电子书下载

第1章 电子在固体中的输运 1

1.1 电子束与固体的相互作用 1

1.2 电子能量损失峰 3

1.3 俄歇电子峰 4

1.4 二次电子峰 4

1.5 材料的表征 5

1.6 小结 5

参考文献 6

第2章 散射截面：基本原理 8

2.1 散射截面和散射概率 9

2.2 阻止本领和非弹性散射平均自由程 10

2.3 射程 11

2.4 能量歧离 11

2.5 小结 12

参考文献 12

第3章 散射机制 13

3.1 弹性散射 13

3.1.1 Mott散射截面与屏蔽卢瑟福散射截面 14

3.2 准弹性散射 19

3.2.1 电子-声子相互作用 19

3.3 非弹性散射 19

3.3.1 阻止本领：Bethe-Bloch公式 20

3.3.2 阻止本领：半经验公式 20

3.3.3 介电理论 21

3.3.4 Drude函数之和 26

3.3.5 极化子效应 29

3.4 非弹性散射平均自由程 30

3.5 界面现象 31

3.6 小结 34

参考文献 34

第4章 随机数 36

4.1 伪随机数的产生 36

4.2 伪随机数发生器的测试 37

4.3 基于给定概率密度的伪随机数分布 37

4.4 区间[a，b]内均匀分布的伪随机数 37

4.5 基于泊松概率密度的伪随机数分布 38

4.6 基于高斯概率密度的伪随机数分布 38

4.7 小结 39

参考文献 39

第5章 蒙特卡罗策略 40

5.1 连续慢化近似 40

5.1.1 步长 41

5.1.2 沉积层与衬底的界面 41

5.1.3 散射极角 41

5.1.4 上一次偏转后电子的方向 42

5.1.5 能量损失 42

5.1.6 轨迹的结束和轨迹的数目 43

5.2 能量歧离策略 43

5.2.1 步长 43

5.2.2 弹性和非弹性散射 44

5.2.3 电子-电子散射：散射角 45

5.2.4 电子-声子散射：散射角 46

5.2.5 上一次偏转后电子的方向 46

5.2.6 透射系数 46

5.2.7 与表面距离相关的非弹性散射 48

5.2.8 轨迹的结束和轨迹的数目 50

5.3 小结 50

参考文献 50

第6章 背散射系数 52

6.1 固体靶材的背散射电子 52

6.1.1 采用介电理论（Ashley阻止本领）计算碳和铝的背散射系数 53

6.1.2 采用介电理论（Tanuma等阻止本领）计算硅、铜和金的背散射系数 53

6.2 半无限衬底上单沉积层的背散射电子 55

6.2.1 碳沉积层（Ashley阻止本领） 55

6.2.2 金沉积层（Kanaya和Okayama阻止本领） 56

6.3 半无限衬底上双沉积层的背散射电子 58

6.4 电子与正电子背散射系数和深度分布的比较 62

6.5 小结 63

参考文献 64

第7章 二次电子发射系数 65

7.1 二次电子发射 65

7.2 研究二次电子发射的蒙特卡罗方法 66

7.3 研究二次电子的特定蒙特卡罗方法 66

7.3.1 连续慢化近似（CSDA） 66

7.3.2 能量歧离（ES） 67

7.4 二次电子发射系数：PMMA和Al2 O3 68

7.4.1 二次电子发射系数和能量的函数关系 68

7.4.2 ES策略与实验的比较 68

7.4.3 CSDA与ES策略的比较 69

7.4.4 CSDA策略与实验的比较 70

7.4.5 CPU时间 72

7.5 小结 73

参考文献 73

第8章 二次电子能量分布 75

8.1 能谱的蒙特卡罗模拟 75

8.2 等离激元损失和电子能量损失谱 77

8.2.1 石墨的等离激元损失 77

8.2.2 SiO2的等离激元损失 78

8.3 俄歇电子的能量损失 79

8.4 电子能谱的弹性峰 80

8.5 二次电子能谱 81

8.5.1 二次电子的初始极角及方位角 81

8.5.2 理论和实验数据的比较 82

8.6 小结 85

参考文献 85

第9章 应用 87

9.1 临界尺度SEM的线宽测量 87

9.1.1 CD SEM中的纳米测量和线宽测量 87

9.1.2 横向和深度分布 88

9.1.3 以入射角为函数的二次电子发射系数 88

9.1.4 硅平台的线扫描 89

9.1.5 硅衬底上PMMA线的线扫描 90

9.2 在能量选择扫描电子显微镜中的应用 90

9.2.1 掺杂衬度 90

9.2.2 能量选择扫描电子显微镜 91

9.3 小结 92

参考文献 92

第10章 附录A：Mott理论 94

10.1 相对论分波展开法 94

10.2 Mott截面的解析近似 96

10.3 原子势 96

10.4 电子交换 97

10.5 固态效应 97

10.6 正电子微分弹性散射截面 97

10.7 小结 98

参考文献 98

第11章 附录B：Frohlich理论 99

11.1 晶格场中的电子：哈密顿互作用 99

11.2 电子-声子散射截面 101

11.3 小结 106

参考文献 106

第12章 附录C：Ritchie理论 107

12.1 能量损失和介电函数 107

12.2 均匀各向同性固体 109

12.3 小结 110

参考文献 111

第13章 附录D：Chen、Kwei和Li等人的理论 112

13.1 出射和人射电子 112

13.2 非弹性散射的概率 112

13.3 小结 114

参考文献 114

索引 115