中子辐照SiC晶格肿胀及退火回复机理研究

摘要

为研究辐照缺陷产生及其热稳定性,对SiC晶体实施了不同通量中子辐照.利用高分辨X射线衍射和单晶X射线衍射研究了中子辐照6 H-SiC晶体的肿胀效应以及退火对肿胀的回复作用.研究结果表明,SiC晶体经中子辐照后产生的主要缺陷是点缺陷,中子辐照通量越大,SiC晶体肿胀效应越显著.在2.85×1024 n/m2辐照通量下,SiC晶体未出现非晶化.高温退火可使肿胀的SiC晶格回复,1450°C退火275 min晶胞参数回复至辐照前水平.退火过程晶胞体积回复符合一级反应方程,利用等温退火方法计算分析迁移能分布.实验发现不同缺陷迁移能分别对应不同退火温度阶段:0.16 eV对应200～500°C退火;0.24 eV对应600～1100°C退火;1.15 eV对应1200～1400°C退火.200～500°C温度区间主要是C的Frenkel缺陷复合;600～1100°C温度区间主要是Si的Frenkel缺陷复合;更高温度区间1200～1400°C则对应C、Si间隙原子复合.实验结论对全面掌握晶体测温技术、提高测温精度具有一定的指导意义.