中文摘要：

用静电加速器提供能散度非常好的MeV量级团簇离子，用高分辨能谱仪测量这些团簇离子在晶体沟道条件下的背散射能谱和透射离子的能谱和角分布，同时在相同条件下测量组成团簇的单离子的背散射能谱和透射谱，比较它们的异同，获得团簇离子由于库仑爆炸和团簇效应引起的不同于单离子沟道效应的新现象和特异性。采用Monte Carlo方法模拟团簇离子在沟道中的行为过程，获得能与实验结果比较的背散射谱和出射离子能量与角度的二维分布，以此研究团簇离子与物质相互作用的过程、规律、团簇离子自身的立体结构、N.Bohr预言的尾流势的形式和大小等。该方法将比传统的用普通碳膜进行的透射实验方法对团簇效应更灵敏，能提供更多的信息。这不仅对于探索团簇效应、检验N.Bohr的理论模型等具有重要的科学意义，而且由于团簇离子在沟道中存在的库仑爆炸和团簇效应，可能使得用团簇离子进行RBS分析对某些情况更灵敏，因此可能有潜在的应用价值。

结论摘要：

测量了微氢团簇离子在硅晶体<100> 和<110> 沟道条件下的质子背散射能谱。发现氢团簇离子背散射的质子产额大于相同速度的质子的背散射产额,得到了团簇离子在<100>和<110> 沟道方向的背散射质子产额相对于随机方向背散射产额之比随深度的分布；根据尾流势理论，得到了微氢团簇能损非线性效应的解析表达式。研究了团簇库仑爆炸过程、尾流势的影响和与靶原子的近碰撞等，编制成功了蒙特卡罗程序并计算了微氢团簇在硅晶体中不同沟道条件下的背散射产额、能损比、出射粒子能谱和角分布等,并与实验进行了比较；测量了不同能量的质子通过碳膜后中性原子和负离子的产额随入射速度的变化关系，测量了团簇离子的透射产额，利用Bohr理论对结果进行了分析讨论；用氮团簇离子注入Si(111)单晶体表面，用扫描探针显微镜观察了表面形貌，并用红外吸收实验测量了样品的光学特性，发现相同能量的团簇离子和单离子注入，对材料表面的影响明显不同，适当能量和注量的团簇离子可以直接诱发尺度分布较小的纳米晶薄膜结构；测量了射频离子源产生的MeV 4HeH+团簇离子通过碳膜后库仑爆炸碎片的能谱，获得了4HeH+的键长并对其离子源效应进行了研究。