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C60团簇材料是一种全新的物质形态，自1985年发现以来，其新奇的性质以及潜在的应用前景为物理、化学、材料科学研究开辟了新的研究领域。研究荷能离子在C60材料中引起的辐照效应，或许涵盖了荷能离子在完整晶体和高分子材料中辐照效应的基本特点，尤其对于更深层次认识荷能离子与凝聚态物质相互作用基本规律及进一步开发和应用C60具有重要的意义。
本论文首先通过固相蒸镀方法制备了C60薄膜，然后在室温下利用200keVXen+(n＝3、15、23)、300keV-8.0MeVXe、1.0MeVBi、990MeVFe、1.95GeVKr离子辐照C60薄膜样品。随后，用拉曼散射技术(Raman)、傅立叶转换红外光谱(FTIR)、紫外-可见光谱(UV-VIS)及原子力显微镜(AFM)对辐照C60薄膜进行分析，系统研究keV-GeV能量的重离子在C60薄膜中的辐照效应。主要研究结果如下：
C60薄膜经过200keVXen+(n＝3、15、23)离子轰击后AFM分析结果表明，辐照C60薄膜表面形貌强烈依赖于入射离子的势能，势能效应主要集中在C60薄膜的表面约1nm的区域，而在离子射程范围内的损伤主要是由入射离子弹性碰撞引起的。
C60薄膜经过300keVXe、1.0MeVBi及8.0MeVXe离子辐照后UV-VIS分析结果表明，光学带隙降低依赖于入射离子能量和剂量，其原因为入射离子在C60薄膜的导带和价带之间产生了大量的缺陷能级所致。
1.35MeV-8.0MeVXe离子辐照C60薄膜实验结果表明，在低辐照剂量下，C60分子的对称性降低、部分C60分子发生聚合；在高辐照剂量下，C60分子完全转变为非晶碳结构。离子在C60薄膜中形成的损伤截面随入射离子能量增加呈先减小后增加的趋势，意味着荷能离子在C60薄膜损伤建立过程中可能存在电子能损和核能损的协同作用。
25MeV/u的86Kr和22MeV/u的56Fe离子辐照C60薄膜研究表明，电子能损效应主导了C60薄膜的损伤过程，随着电子能损或辐照剂量的增加，C60薄膜的损伤程度增强；在Fe离子辐照C60薄膜中，当电子能损到达一中间值时，C60分子的损伤略有恢复，该现象被认为是由电子能损的退火效应引起的。
最后，论文对荷能离子在C60薄膜的辐照效应的相关机理进行了探讨。