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《哈尔滨工业大学》 2018年
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单晶6H-SiC和4H-SiC的离子辐照效应研究

吴哲超  
【摘要】:本文以高性能Si C材料及其在辐射环境应用为牵引,较系统地研究了单晶Si C材料的N离子、Ar离子及质子辐照效应,表征了在不同辐照条件下材料结构演化与缺陷行为,为Si C的辐照效应提供理论支撑。研究选取单晶6H-Si C和4H-Si C两种六方晶系材料为研究对象,采用110ke V和150 ke V的N离子、Ar离子及质子对其进行辐照,利用EPR、SEM、XPS、XRD及Raman等测试方法对辐照前后样品形貌、成分组成及自由基等进行研究。研究结果表明,当离子能量为150 ke V,注量为1E14cm-2、1E15cm-2及1E16cm-2时,上述离子辐照均导致Si-C键断裂,同时由于位移效应导致自由基浓度增加(g=2.003),所形成缺陷主要由碳空位(VC)组成,相对于质子辐照,N离子和Ar离子辐照时自由基缺陷含量更高。针对不同结构的6H-Si C和4H-Si C,离子辐照对结构的影响基本类似,辐照后均无新物相生成,且形成C-C含量随辐照注量升高呈上升趋势。N离子辐照6H-Si C的Raman光谱260 cm-1处形成Si(LA+LO)模式,并且辐照过程中引起断键和原子位移等晶格损伤导致拉曼极化张量减小;Ar离子辐照导致与键角畸变相关的无序网格结构的形成;质子辐照对晶格的长程有序性和平移对称性作用较小。N离子及Ar离子辐照4H-Si C后,均破坏晶格的长程有序性;质子辐照后纵向光学声子-等离子体耦合模式衰减明显。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:O613.72

【参考文献】
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