[发明专利]一种电子能损计算方法、装置及电子设备

说明书

本发明涉及材料分析技术领域，尤其涉及一种电子能损计算方法、装置及电子设备。该电子能损计算方法包括：获取计算参数，所述计算参数包括入射离子的原子序数、原子质量和动能，以及材料的原子序数和原子质量；将所述入射离子的所述原子序数、所述原子质量和所述动能，以及所述材料的所述原子序数和所述原子质量进行预处理，获得预处理后的参数；将所述预处理后的参数输入预测数据模型，并输出获得所述材料对所述入射离子的能量损失。本发明提供的电子能损计算方法和装置提高了电子能损的计算结果的真实性和准确性。

【技术领域】

本发明涉及材料分析技术领域，尤其涉及一种电子能损计算方法、装置及电子设备。

【背景技术】

具有一定动能的离子射入材料(比如靶材料)后，会与材料中的原子核及核外电子发生持续作用，将自身动能不断传递给材料，直至所有动能全部耗尽或完全穿透材料。这一过程被称之为该离子的能量损失(简称能损)过程。在能损研究相关领域中，离子与材料中的原子核发生碰撞而导致的能损被称之为核能损，与材料中的电子发生相互作用而产生的能损被称之为电子能损。如何定量地计算离子在材料中的能损，长期以来一直是学界研究的重点。

目前计算离子在材料中电子能损的方法，通常是先基于经验与猜测构造一个电子阻止本领(即平均每个靶原子对入射离子在单位距离内能损的平均贡献)计算函数，再通过大量的试验数据对该函数的参数进行优化与改进，最终获得一个可以吻合绝大多数实验数据的拟合函数。目前主流的电子阻止本领计算模型，如公开发表的SRIM程序和MSTAR程序，均采用这一方法。

发明人在实现本发明实施例的过程中，发现相关技术至少存在以下问题：由于拟合函数本身来源于经验与猜想，因此计算模型本身从来源上就存在极大的主观性，难以保证这一模型可以充分体现电子阻止本领的真实特征。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是提供一种电子能损计算方法、装置及电子设备，以解决相关技术在获取电子能损时由于人为因素干扰而造成预测结果真实性低的技术问题。

本发明实施例的一个方面，提供了一种电子能损计算方法，所述方法包括：

获取计算参数，所述计算参数包括入射离子的原子序数、原子质量和动能，以及材料的原子序数和原子质量；

将所述入射离子的所述原子序数、所述原子质量和所述动能，以及所述材料的所述原子序数和所述原子质量进行预处理，获得预处理后的参数；

将所述预处理后的参数输入预测数据模型，并输出获得所述材料对所述入射离子的能量损失。

可选地，所述方法还包括：获取所述预测数据模型；

所述获取所述预测数据模型包括：

获取实验数据库；

根据所述实验数据库获取训练样本和测试样本；

将所述训练样本和所述测试样本中的数据进行正则化操作，以获得所述数据对应的正则化参数；

将所述训练样本输入预设算法模型中进行训练，并输出训练结果；

根据所述训练结果，将所述测试样本输入训练好的所述预设算法模型中进行测试，并输出测试结果；

基于所述正则化参数约束所述训练结果和所述测试结果的关系，以使所述训练结果与所述测试结果逼近；

将输出的训练结果最逼近所述测试结果的算法模型作为所述预测数据模型。

可选地，所述根据所述实验数据库获取训练样本和测试样本，包括：

按照预设比例将所述实验数据库中的数据划分为第一训练样本和测试样本；

获取第一入射离子能量和第二入射离子能量对应的电子阻止本领数据，所述电子阻止本领数据作为边界数据集；