光电半导体材料辐照诱发微观缺陷的演化特性研究

摘要

基于分子动力学计算方法，运用LAMMPS程序模拟了Si, GaAs, 3C-SiC三种半导体材料中辐照引起的级联碰撞过程，并分析了晶体内微观缺陷的演化特性。模拟结果表明，级联碰撞会在晶体内部形成类似离位峰的结构，大多数空位缺陷聚集在损伤区域内部，而损伤区域外围分布的主要是间隙缺陷。通过对三种材料进行缺陷簇分析，发现Si中缺陷簇数量明显多于GaAs,缺陷簇最大尺寸达到了17个原子。此外，三种材料中的Frenkel对的数量变化过程大致相同，均呈现“上升，下降，稳定”的趋势，但3C-SiC中的缺陷数量要远小于Si和GaAs,表明3C-SiC具有更好的辐射抗性，其晶体结构在受到辐照后仍能保持相对稳定。