本發(fā)明涉及材料分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電子能損計算方法、裝置及電子設(shè)備。該電子能損計算方法包括：獲取計算參數(shù)，所述計算參數(shù)包括入射離子的原子序數(shù)、原子質(zhì)量和動能，以及材料的原子序數(shù)和原子質(zhì)量；將所述入射離子的所述原子序數(shù)、所述原子質(zhì)量和所述動能，以及所述材料的所述原子序數(shù)和所述原子質(zhì)量進(jìn)行預(yù)處理，獲得預(yù)處理后的參數(shù)；將所述預(yù)處理后的參數(shù)輸入預(yù)測數(shù)據(jù)模型，并輸出獲得所述材料對所述入射離子的能量損失。本發(fā)明提供的電子能損計算方法和裝置提高了電子能損的計算結(jié)果的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及材料分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電子能損計算方法、裝置及電子設(shè)備。

【背景技術(shù)】

具有一定動能的離子射入材料(比如靶材料)后，會與材料中的原子核及核外電子發(fā)生持續(xù)作用，將自身動能不斷傳遞給材料，直至所有動能全部耗盡或完全穿透材料。這一過程被稱之為該離子的能量損失(簡稱能損)過程。在能損研究相關(guān)領(lǐng)域中，離子與材料中的原子核發(fā)生碰撞而導(dǎo)致的能損被稱之為核能損，與材料中的電子發(fā)生相互作用而產(chǎn)生的能損被稱之為電子能損。如何定量地計算離子在材料中的能損，長期以來一直是學(xué)界研究的重點(diǎn)。

目前計算離子在材料中電子能損的方法，通常是先基于經(jīng)驗(yàn)與猜測構(gòu)造一個電子阻止本領(lǐng)(即平均每個靶原子對入射離子在單位距離內(nèi)能損的平均貢獻(xiàn))計算函數(shù)，再通過大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對該函數(shù)的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)，最終獲得一個可以吻合絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合函數(shù)。目前主流的電子阻止本領(lǐng)計算模型，如公開發(fā)表的SRIM程序和MSTAR程序，均采用這一方法。

發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的過程中，發(fā)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)至少存在以下問題：由于擬合函數(shù)本身來源于經(jīng)驗(yàn)與猜想，因此計算模型本身從來源上就存在極大的主觀性，難以保證這一模型可以充分體現(xiàn)電子阻止本領(lǐng)的真實(shí)特征。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種電子能損計算方法、裝置及電子設(shè)備，以解決相關(guān)技術(shù)在獲取電子能損時由于人為因素干擾而造成預(yù)測結(jié)果真實(shí)性低的技術(shù)問題。

本發(fā)明實(shí)施例的一個方面，提供了一種電子能損計算方法，所述方法包括：

獲取計算參數(shù)，所述計算參數(shù)包括入射離子的原子序數(shù)、原子質(zhì)量和動能，以及材料的原子序數(shù)和原子質(zhì)量；

將所述入射離子的所述原子序數(shù)、所述原子質(zhì)量和所述動能，以及所述材料的所述原子序數(shù)和所述原子質(zhì)量進(jìn)行預(yù)處理，獲得預(yù)處理后的參數(shù)；

將所述預(yù)處理后的參數(shù)輸入預(yù)測數(shù)據(jù)模型，并輸出獲得所述材料對所述入射離子的能量損失。

可選地，所述方法還包括：獲取所述預(yù)測數(shù)據(jù)模型；

所述獲取所述預(yù)測數(shù)據(jù)模型包括：

獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫；

根據(jù)所述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫獲取訓(xùn)練樣本和測試樣本；

將所述訓(xùn)練樣本和所述測試樣本中的數(shù)據(jù)進(jìn)行正則化操作，以獲得所述數(shù)據(jù)對應(yīng)的正則化參數(shù)；

將所述訓(xùn)練樣本輸入預(yù)設(shè)算法模型中進(jìn)行訓(xùn)練，并輸出訓(xùn)練結(jié)果；

根據(jù)所述訓(xùn)練結(jié)果，將所述測試樣本輸入訓(xùn)練好的所述預(yù)設(shè)算法模型中進(jìn)行測試，并輸出測試結(jié)果；

基于所述正則化參數(shù)約束所述訓(xùn)練結(jié)果和所述測試結(jié)果的關(guān)系，以使所述訓(xùn)練結(jié)果與所述測試結(jié)果逼近；

將輸出的訓(xùn)練結(jié)果最逼近所述測試結(jié)果的算法模型作為所述預(yù)測數(shù)據(jù)模型。

可選地，所述根據(jù)所述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫獲取訓(xùn)練樣本和測試樣本，包括：

按照預(yù)設(shè)比例將所述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)劃分為第一訓(xùn)練樣本和測試樣本；

獲取第一入射離子能量和第二入射離子能量對應(yīng)的電子阻止本領(lǐng)數(shù)據(jù)，所述電子阻止本領(lǐng)數(shù)據(jù)作為邊界數(shù)據(jù)集；