Distributions of Energy Losses by Fast Ions along Their Propagation Paths in Solids

The integro-differential equations for cumulants of the distribution function that describes energy losses by fast ions during their propagation in solids have been obtained. The equations differ from those obtained by other authors by one new term. The term describes accurately the process of slowi...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2010
Автори:	Ilyina, V.V., Makarets, M.V.
Формат:	Стаття
Мова:	English
Опубліковано:	Відділення фізики і астрономії НАН України 2010
Теми:	Тверде тіло
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/13389
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Distributions of Energy Losses by Fast Ions along Their Propagation Paths in Solids / V.V. Ilyina, M.V. Makarets // Укр. фіз. журн. — 2010. — Т. 55, № 2. — С. 236-243 . — Бібліогр.: 14 назв. — англ.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-13389
record_format	dspace
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	English
topic	Тверде тіло Тверде тіло
spellingShingle	Тверде тіло Тверде тіло Ilyina, V.V. Makarets, M.V. Distributions of Energy Losses by Fast Ions along Their Propagation Paths in Solids
description	The integro-differential equations for cumulants of the distribution function that describes energy losses by fast ions during their propagation in solids have been obtained. The equations differ from those obtained by other authors by one new term. The term describes accurately the process of slowing down of an ion at the start of its path. The equations have been numerically solved for the first seven cumulants of the distribution function for both elastic and inelastic energy losses, and the results have been compared with the results for ion ranges. It has been found that: 1) for energies in the interval 1 keV-1 GeV, the average ranges with energy losses are approximately 30-90% of the ion ranges; 2) for low energies, the straggling of the distribution of energy losses are slightly larger than or equal to the straggling of the distribution of ion ranges, while, for high energies, the former can be 10 times as large as the latter; 3) for low energies, the skewnesses and excesses of the distributions of energy losses and ion ranges are approximately the same, while their changes for the former at higher energies are several orders smaller than those for the latter. This implies that the distribution of energy losses are wider and closer to the normal distribution than the distribution of ion ranges. We show that these properties of energy loss distributions are a result of the inclusion of the new terms in the equations which dominate at high energies.
format	Article
author	Ilyina, V.V. Makarets, M.V.
author_facet	Ilyina, V.V. Makarets, M.V.
author_sort	Ilyina, V.V.
title	Distributions of Energy Losses by Fast Ions along Their Propagation Paths in Solids
title_short	Distributions of Energy Losses by Fast Ions along Their Propagation Paths in Solids
title_full	Distributions of Energy Losses by Fast Ions along Their Propagation Paths in Solids
title_fullStr	Distributions of Energy Losses by Fast Ions along Their Propagation Paths in Solids
title_full_unstemmed	Distributions of Energy Losses by Fast Ions along Their Propagation Paths in Solids
title_sort	distributions of energy losses by fast ions along their propagation paths in solids
publisher	Відділення фізики і астрономії НАН України
publishDate	2010
topic_facet	Тверде тіло
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/13389
citation_txt	Distributions of Energy Losses by Fast Ions along Their Propagation Paths in Solids / V.V. Ilyina, M.V. Makarets // Укр. фіз. журн. — 2010. — Т. 55, № 2. — С. 236-243 . — Бібліогр.: 14 назв. — англ.
work_keys_str_mv	AT ilyinavv distributionsofenergylossesbyfastionsalongtheirpropagationpathsinsolids AT makaretsmv distributionsofenergylossesbyfastionsalongtheirpropagationpathsinsolids
first_indexed	2023-10-18T16:51:10Z
last_indexed	2023-10-18T16:51:10Z
_version_	1796140047332802560
spelling	irk-123456789-133892010-11-08T12:02:38Z Distributions of Energy Losses by Fast Ions along Their Propagation Paths in Solids Ilyina, V.V. Makarets, M.V. Тверде тіло The integro-differential equations for cumulants of the distribution function that describes energy losses by fast ions during their propagation in solids have been obtained. The equations differ from those obtained by other authors by one new term. The term describes accurately the process of slowing down of an ion at the start of its path. The equations have been numerically solved for the first seven cumulants of the distribution function for both elastic and inelastic energy losses, and the results have been compared with the results for ion ranges. It has been found that: 1) for energies in the interval 1 keV-1 GeV, the average ranges with energy losses are approximately 30-90% of the ion ranges; 2) for low energies, the straggling of the distribution of energy losses are slightly larger than or equal to the straggling of the distribution of ion ranges, while, for high energies, the former can be 10 times as large as the latter; 3) for low energies, the skewnesses and excesses of the distributions of energy losses and ion ranges are approximately the same, while their changes for the former at higher energies are several orders smaller than those for the latter. This implies that the distribution of energy losses are wider and closer to the normal distribution than the distribution of ion ranges. We show that these properties of energy loss distributions are a result of the inclusion of the new terms in the equations which dominate at high energies. Отримано iнтегродиференцiальнi рiвняння для кумулянтiв функцiї розподiлу втрат енергiї швидких iонiв вздовж їх шляху у твердому тiлi, у яких враховано втрати енергiї починаючи iз точки старту. Рiвняння для перших семи кумулянтiв розподiлiв втрат енергiї у пружних, непружних та обох типах зiткнень розв’язанi чисельно за допомогою методу, розвинутого авторами ранiше, на iнтервалi енергiй iонiв 1 кеВ–1 ГеВ. Їх порiвняння з параметрами розподiлу пробiгiв iонiв показало, що: 1) середнiй шлях за розподiлом втрат енергiї становить 30–90% повного пробiгу iонiв; 2) при низьких енергiях страгглiнг за розподiлом втрат енергiї дещо бiльший або однаковий iз страгглiнгом за розподiлом пробiгiв iонiв, а при високих енергiях перший перевищує останнiй у десятки разiв; 3) скiсностi i ексцеси розподiлiв при низьких енергiях вiдповiдно близькi, у той час як при високих енергiях їх змiна для розподiлу втрат енергiї на кiлька порядкiв менша, нiж для розподiлу пробiгiв iонiв. Звiдси випливає, що розподiл втрат енергiї ширший i значно ближчий до нормального, нiж розподiл пробiгiв iонiв при всiх енергiях iмплантацiї. Показано, що цi властивостi розподiлу втрат енергiї зумовленi новими членами у рiвняннях, якi не враховувалися ранiше, але домiнують при високих енергiях. Получены интегродифференциальные уравнения для кумулянтов функции распределения потерь энергии быстрых ионов вдоль их пути в твердом теле, в которых учтены потери энергии начиная с точки старта. Уравнения для первых семи кумулянтов распределений потерь энергии в упругих, неупругих и обеих типах столкновений решены численно с помощью метода, развитого авторами ранее, на интервале энергий ионов 1 кэВ–1 ГэВ. Их сравнение с параметрами распределения пробегов ионов показало, что: 1) средний путь с потерей энергии составляет 30–90% полного пробега иона; 2) при низких энергиях страгглинг распределения потерь энергии немного больше или одинаков со страгглингом распределения пробегов ионов, а при высоких энергиях первый превышает последний в десятки раз; 3) скошенности и эксцессы распределений при низких энергиях соответственно близки, в то время как при высоких энергиях их изменение для распределения потерь энергии на несколько порядков меньше, чем для распределения пробегов ионов. Отсюда следует, что распределение потерь энергии более широкое и ближе к нормальному, чем распределение пробегов ионов для всех энергий имплантации. Показано, что эти свойства распределения потерь энергии обусловлены новыми членами в уравнениях, которые не учитывались ранее, но доминируют при высоких энергиях. 2010 Article Distributions of Energy Losses by Fast Ions along Their Propagation Paths in Solids / V.V. Ilyina, M.V. Makarets // Укр. фіз. журн. — 2010. — Т. 55, № 2. — С. 236-243 . — Бібліогр.: 14 назв. — англ. 2071-0194 PACS 61.72.uf; 61.72.uj http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/13389 539.534.9 en Відділення фізики і астрономії НАН України

Distributions of Energy Losses by Fast Ions along Their Propagation Paths in Solids

Репозитарії

Схожі ресурси