由入射离子产生的损伤分布(如图622所示)取决于离子与主体原子的轻重大小。同靶原M62552GP子相比,如果人射的是轻离子,在每次碰撞过程中由于碰撞时转移的能量正比于离子的质量,所以每次与晶格原子碰撞时,轻离子转移很小的能量,将受到大角度的散射。两次碰撞之间的平均自由路程较大,即第一级反冲原子之间相距较远。碰撞时传递给第一级反冲原子的能量较小,因而第一级反冲原子在它运动过程中只能产生数量较少的移位原子。入射离子的大部分能量是在与电子的碰撞中损失的,但也有相当比例损失于非弹性碰撞之中。入射离子的能量淀积及级联碰撞情况如图622(a)所示。其特点为射程比较大,并且损伤将扩展到靶体较大区域,入射离子运动方向变化大,产生的损伤密度小,不重叠,运动轨迹呈“锯齿形”。

   图622 由人射离子产生的损伤分布

   当人射的离子是重离子(Ml》妈)时,在相同的情况下,在每次碰撞中,人射离子的散射角很小,动量变化较小,基本上继续沿原来的方向运动。但是人射离子传输给靶原子的能量很大,被撞击的原子(称为反冲原子)离开正常晶格位置。由于第一级反冲原子获得很高的能量,在反冲原子逐步降低能量的过程中,将引起多个近邻原子位移,形成一个小的级联碰撞,这个级联碰撞就在离子的轨迹附近。由于离子在每次碰撞中产生的第一级反冲原子均处于沿离子运动的轨迹附近,所以每个反冲原子产生的各个小级联碰撞轨迹互相重叠。离子注人靶后,由子离子与原子多次碰撞而失去能量,所以,在离子轨迹的末端产生的反冲原子密度降低,并且从离子上得到的能量比离子刚进人靶时要小,故整个级联的形状类似一个一端较粗而另一端较细的椭球,区域的大小为10~1o0A。同轻离子相比,如果离子注入时的能量相同,离子散射具有更小的角度,射程也较短,人射离子的运动轨迹较直,所造成的损伤区域很小,损伤密度大,甚至会形成非晶区,如图622(b)所示。可见,一个人射重离子注入靶时,在其路径附近形成了一个高度畸变的损伤区域。