高能铁离子辐照单晶氧化铝产生的色心研究

摘要

室温下利用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱技术对1.157GeV的56Fe离子注入辐照的单晶三氧化二铝(α-Al2O3)进行了测量分析,研究了辐照产生的阴离子空位的形成和演化规律.测量结果显示,高能Fe离子辐照产生了多种阴离子空位型缺陷,其中包括F、F+、F2+、F22+和F2心.随入射离子剂量的增加,各类缺陷的数量逐渐增大,并在高剂量时趋于饱和,但各类缺陷间的相对数量存在一定的比例,不随剂量的增加而有明显变化.用单离子饱和损伤模型对实验结果进行了拟合,获得各类色心的产生截面在40-90 nm2之间.与TRIM程序计算结果比较后发现,室温下辐照时阴离子单空位的产生速率约是由核能损过程在低温下产生缺陷速率的一半.