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本论文的主要内容包括以下三个方面：(1)以加速器-离子注入机组成的双束辐照系统为基础,论述了MeV能量离子与物质相互作用本质以及离子在物质中运动逐渐损失其能量的相关物理量,简述了基本离子束分析方法和离子注入的原理,以及在材料科学应用的特点；着重强调了2×1.7MV串列加速器的核心部分—铯溅射负离子源和高压系统,包括离子源的组成部分,工作原理以及高压的产生,测量,能量校准等工作。(2)在离子源引出系统和加速管之间建立了一个低能团簇注入靶室,从离子源引出了不同尺寸的小碳团簇离子,探索低能团簇离子注入制备石墨烯的方法。首先,通过类似离子束辅助沉积法,在硅衬底上沉积制备了几个纳米厚的非晶碳膜；接着仿照法拉第筒的构造改进了团簇靶室的样品架为四位靶盘,不仅可以用来测量团簇束流,还可以实现几个衬底的连续性注入,大大提高了工作效率；最后,选择能量为20keV,不同剂量、不同尺寸的碳团簇注入到Ni/SiO2/Si衬底中,辅以适当的热处理条件,成功制备了少层石墨烯。通过拉曼光谱的结果讨论了石墨烯薄膜的厚度与碳原子注入剂量的关系。(3)在2×1.7MV串列加速器上产生了几个MeV的质子束和Li离子束对几种样品进行了分析实验,并采用RBS与SIMNRA程序软件相结合的手段定量分析其测量结果,以实际应用来突出RBS在材料分析上的优势。具体包括：(Ⅰ)测量了石墨烯基体材料Ni/SiO2/Si表面Ni膜厚度;(Ⅱ)对磁控溅射样品Ti/SiO2进行了表面元素和杂质的定量标定；(Ⅲ)测量了厚膜涂层样品TiBCN的组分,讨论不同氮气流量下,采用多弧离子镀方法沉积样品时的原子成键机制；(Ⅳ)分析了溶胶凝胶法制备的铁电材料BiF03薄膜的原子化学计量比以及该样品在500℃退火后的元素深度分布；(Ⅴ)完善了计算机自动找晶体沟道的方法,并用此方法研究了单晶硅(100)的RBS沟道谱和Fe+离子注入单晶InP样品在不同退火条件下的沟道谱,并对实验结果进行了分析;(Ⅵ)试验用3.2MeV的C2+弹性反冲探测固体样品中的H分布和利用11B(p,a)8Be核反应来测量薄膜涂层材料TiBN中的B元素。