高电荷态离子比普通的离子携带较高的势能，势能在材料表面的瞬间释放，能在材料表面形成nm量级的结构损伤。它在纳米刻蚀、小型纳米器件、纳米材料、超小尺寸半导体芯片制作、固体表面处理和固体结构分析等领域具有广泛应用前景。因此对高电荷态重离子（Xe^{q+）引起半导体材料表面（6H-SiC）纳米结构变形进行了研究。采用Xe18+和Xe26+离子，选取从1×1014到5×1015 ions·cm-2逐渐递增的剂量，以垂直和倾斜60°角两种入射方式辐照6H-SiC薄膜样品, 经原子力显微镜分析表明，辐照后的表面肿胀凸起。对于Xe18+离子辐照的样品，辐照区至未辐照区边界的台阶高度随离子剂量增加而连续增大，而对于Xe26+离子辐照的样品则先增加而后减小。在相同入射角和剂量条件下，Xe26+离子辐照样品形成的台阶高度大于Xe18+离子辐照形成的台阶高度，在相同离子和剂量的条件下，垂直照射时形成的台阶高度大于倾斜照射时形成的台阶高度。根据损伤机理和实验数据，首次初步建立了一个包括势能、电荷态、入射角和剂量等物理量的理论模型来预测高电荷态离子在半导体材料表面形成的纳米结构变形。暗示了高电荷态离子的潜在的应用价值及进一步研究的必要性。}

通过红外光谱和荧光发射光谱分别对600 keV、4 MeV和5 MeV Kr离子辐照的SiO2进行发光特性的研究。在低能量辐照体系中, 简单色心(F2色心)的形成在损伤过程中占据主导地位, 其主要诱发蓝光发射带; 在高能离子辐照条件下, 离子径迹上的能量密度较大, 因此缺陷浓度的增大产生了一些缺陷团簇和离子径迹, 形成了复杂的色心(F+2和F+3色心等)并诱发了强烈的绿光发射带和红光发射带。该实验结果与能量损失过程中统一热峰理论模型(一个综合的基于电子能损与核能损的非弹性碰撞模型和弹性碰撞模型)的模拟结果能够很好地吻合, 表明在keV～MeV能区上存在电子能损过程与核能损过程的协同效应。

利用320 kV高压综合实验平台，通过6 MeV Xe离子辐照Eu掺杂氧化镁(MgO)单晶样品对其光致发光现象进行了研究。Xe离子辐照后，样品380~550 nm的发光带出现先减弱后增强的现象，400~450 nm处出现了平坦的较宽的蓝色发光带，经拉曼光谱和红外光谱的综合分析可知离子辐照能够使掺杂的Eu很好的进入晶体内部形成稳定的缺陷类型，产生更好的发光效果。