氦离子辐照碳化硅晶体缺陷演化的研究

摘要

碳化硅在先进核反应堆、核废料处理装置等强辐射或高温环境中可作为一种理想的结构材料.为了防止注入过程中导致材料表层产生非晶化，我们进行了高温氦离子注入。研究发现，辐照后样品内部没有形成非晶层。但对于室温条件下同样剂量的氦离子注入碳化硅，却能够在注入层中形成非晶层。随着退火温度的增加，样品内部缺陷开始恢复，导致拉曼强度和透射率增加、吸收率降低。这说明了该损伤埋层内部形成了其他缺陷。利用透射电镜测试发现，该损伤埋层经高温退火后，主要是形成了高压盘状氦泡。这些过压氦泡通过挤压周围的晶格原子来缓解其内部的压力。当这些晶格原子离开了原来的位置到了间隙位，聚集成核，形成间隙型层错，这些间隙型缺陷导致去沟道效应，使得沟道背散射产额增加。