氦离子行为与钨中相关缺陷演化的研究

本文通过离子注入向钨体中注入100keV氦离子,并使用慢正电子束分析(SPBA)手段研究了不同注量的氦在钨体内的行为以及氦相关缺陷的演化.实验结果表明:在不同的氦注量条件下,样品的S-W参数呈相同线性分布显示氦离子的注入会引入同一类型的空位型缺陷,并且随着氦离子注量增加,S参数的增大表明引入空位型缺陷浓度的逐渐增加.通过与其他未退火样品对比发现样品退火后的S参数出现明显改变,该结果表明相对于其他影响因素如注量,钨中空位型缺陷更容易受热效应的影响.     

氦离子辐照能量对钨中He泡形成的影响

以金属钨为研究对象,研究了不同能量的He+辐照对钨中He泡形成的影响。在600℃下分别用12ke V和20 ke V的He+辐照,辐照剂量为5×1020He+/m2,通过透射电镜(TEM)对辐照前后样品的微观结构进行表征。研究结果表明,钨在2个能量的He+辐照后都有He泡的产生,在12 ke V的He+辐照下,氦泡的平均尺寸约为2.19 nm,数密度为1.5×1023/m3;在20 ke V的He+辐照下,氦泡的尺寸约为1.52 nm,数密度为3.0×1023/m3。随着He+辐照能量增加,钨中He泡的平均尺寸减小,但体密度变大。     

退火温度对钨中He相关缺陷演化影响的研究

本文通过离子注入向钨体中注入能量为100keV氦离子,并利用X射线衍射(XRD)以及慢正电子束分析(SPBA)手段研究了不同退火温度下氦在钨体中的行为以及相关缺陷的演化.实验结果表明:低温退火并未改变相关缺陷的类型,样品S参数的下降表明低温退火导致了缺陷浓度的降低;当退火温度达到700℃时,样品S-W参数线性分布的变化表明缺陷类型逐渐发生改变;随着退火温度的进一步升高,He相关缺陷的演化程度加剧并向更深处迁移.     

重离子辐照下石墨烯力学性能的分子动力学研究

利用分子动力学方法研究了不同剂量的碳离子辐照石墨烯产生损伤后对其拉伸力学性能的影响,包括应力应变曲线、杨氏模量以及拉伸强度等。入射离子能量为1 keV,入射剂量分别为2.00×1013,6.01×1013,1.00×1014和2.00×1014cm 2。结果表明,离子辐照后产生了单空位缺陷、双空位缺陷及复杂缺陷等,这些缺陷对石墨烯的力学性能产生了显著影响,如剂量为2.00×1013cm 2时,石墨烯中只存在两个单空位缺陷,但与完美石墨烯相比,杨氏模量却从780.19 GPa减小到128.77 GPa,拉伸强度也从161.81 GPa变为30.85 GPa,并且缺陷个数越多,力学性能越差。另外,对辐照导致样品变形以及断裂的物理机制也进行了讨论。     

电子辐照前后的n型6H-SiC低温正电子捕获的研究

在20～300K低温范围内,通过对电子辐照前后n型6H SiC正电子湮灭寿命谱的测量,揭示了不同空位型缺陷之间的正电子捕获的竞争.建立了一种用于解释正电子寿命谱测量结果的模型,该模型中费米能级位置的改变可影响缺陷的电离以及正电子在缺陷位置的被捕获.根据模型拟合正电子寿命谱数据后得到:在原生的SiC中,正电子最可能被碳空位和碳的双空位所捕获,经估算其浓度分别为1.1×1017cm-3和3.0×1016cm-3;在辐照后的SiC中,正电子最可能被碳的双空位,硅空位或硅空位的杂合态所捕获,经估算其浓度分别为9.8×1016cm-3和5.4×1016cm-3.     

重离子辐照下石墨烯力学性能的分子动力学研究

利用分子动力学方法研究了不同剂量的碳离子辐照石墨烯产生损伤后对其拉伸力学性能的影响, 包括应力?应变曲线、杨氏模量以及拉伸强度等。入射离子能量为1 keV, 入射剂量分别为2.00×10¹³, 6.01×10¹³, 1.00×10¹⁴ and 2.00×10¹⁴cm^-2。结果表明, 离子辐照后产生了单空位缺陷、双空位缺陷及复杂缺陷等, 这些缺陷对石墨烯的力学性能产生了显著影响, 如剂量为2.00×10¹³cm^-2时, 石墨烯中只存在两个单空位缺陷, 但与完美石墨烯相比, 杨氏模量却从780.19 GPa减小到128.77 GPa, 拉伸强度也从161.81 GPa变为30.85 GPa, 并且缺陷个数越多, 力学性能越差。另外, 对辐照导致样品变形以及断裂的物理机制也进行了讨论。     

重离子辐照下钨表面晶格缺陷的形成

用场离子显微镜研究以具有能量100keV的Ar离子辐照金属钨表面时产生的缺陷的分布及其与重离子辐照量之间的关系,得到了如下的结果:1.辐照量为1.13×10~(14)ion/cm~2时,只有最表面的一层晶格受到辐照破坏,而当辐照量达到2.26×10~(15)ion/cm~2时,第六层晶格已受到了辐照破坏;2.辐照引起的每层晶格原子的脱位数与该层晶格原子总数之比随着原子层数的增加按指数函数规律减少;3.辐照量与射入离子在钨晶体中的平均溅射深度存在着直线关系,而在离子平均溅射深度处,激活晶格原子的平均几率为0.3atoms/ion。     

硅中离子注入层的卤钨灯辐照快速退火研究

本文研究了硅中离子注入层的卤钨灯辐照快速退火,对注B 和注P 样品分别测量了经1100℃、15秒和1050℃、12秒退火后注入层的载流子浓度分布,并与950℃、30分钟常规热退火样品作了比较;结果表明,卤钨灯辐照快速退火具有电激活率高、注入杂质再分布小及易于推广使用等优点.对于100keV、1×10~(15)cm~(-2)P 注入样品,经1050、10秒卤钨灯辐照退火后,表面薄层电阻为74.8Ω/□;对通过920(?)SiO_2膜,25keV、1×10~(15)cm~(-2)B 注入样品,经1100℃、15秒卤钨灯辐照快速退火后表面薄层电阻为238.0Ω/□;而经过950℃、30分钟常规热退火后,以上两种样品的表面薄层电阻分别为72.0Ω/□和245.8Ω/□.采用这种退火方法制作出了结深为0.10μm 的近突变P~ N 结,并测量了结深与退火时间的关系.     

He离子辐照碳化钨样品的实验研究

采用能量为100 keV的He离子辐照多晶碳化钨样品,He离子的辐照剂量为1.0×10¹⁷ ions·cm^-2,辐照温度从室温变化到600 ℃。通过SRIM软件模拟了离子的注入深度,利用导电式原子力显微镜(CAFM)分析了多晶碳化钨样品在He离子辐照条件下微观结构的演化。结果表明,He离子辐照会导致多晶碳化钨样品形成He泡,从而使样品表面发生肿胀。     

硅二极菅脉冲中子辐照效应的研究

对加固Ｐ＋ｎｎ＋高压整流二极营进行了脉冲中子辐照和热中子辐照。ＤＬＴＳ测量表明，脉冲中子辐照（Φｎ＝８．６×１０１３ｎ／ｃｍ２）在硅中引入的缺陷主要是双空位Ｅ４和Ｅ３缺陷，氧空位和双空位缺陷强度很低。氧空位密度的降低可归因于辐照缺陷的衰减和再构。脉冲中子辐照引起Ｆｒｅｎｋｅｌ对成份的增加，增加的空位密度致使复杂络合物，例如（Ｏ十Ｖ２）或（Ｏ十Ｖ３）缺陷的有效产生。实验结果还表明，该类器件具有良好的耐辐照特性。文中还对退火特性进行了讨论。退火使氧空位和双空位Ｅ２增加，这可能是Ｖ２Ｏ、Ｖ３Ｏ分解所致。