中子輻照6H-SiC的缺陷回復(fù)及其拉曼光譜研究.pdf

1、拉曼光譜是一種有效的、無損的探測材料和材料缺陷的方法。本文首先利用空間群理論及“大區(qū)域及區(qū)域折疊”的方法計(jì)算了6H-SiC的晶格振動(dòng)模式?；诶碚撚?jì)算的結(jié)果，檢測和分析了中子輻照6H-SiC晶體及其退火后拉曼光譜的變化，鑒別其輻照損傷的程度及隨退火溫度結(jié)晶度的回復(fù)過程；我們也利用UV-可見吸收光譜和X射線衍射手段來對(duì)中子輻照產(chǎn)生的損傷及其退火回復(fù)規(guī)律進(jìn)行了廣泛深入的研究。研究結(jié)果如下：
　　1、分析了中子輻照損傷及其退火回復(fù)的拉曼

2、光譜特性：研究了劑量為1.67×1019n/cm2和1.72×1020n/cm2的中子輻照n型6H-SiC造成的損傷程度，發(fā)現(xiàn)損傷水平隨劑量的增加而增大，在其晶體內(nèi)部可能有局部非晶區(qū)域的產(chǎn)生。而1.72×1020n/cm2的高劑量輻照在其晶體內(nèi)部產(chǎn)生了石墨簇。輻照引起的縱光學(xué)支LO及橫光學(xué)支TO不同程度的下移及其線型的變化主要是由于聲子限制效應(yīng)引起的；由其退火回復(fù)規(guī)律的演變可知，輻照導(dǎo)致LO-TO頻率分裂發(fā)生輕微降低的主要缺陷類型可能歸

3、于孤立的空位和間隙缺陷。
　　2、分析了輻照及其退火回復(fù)引起的光吸收特性：輻照引起的吸收譜線的紅移及吸收系數(shù)的增加與禁帶附近引入的局域缺陷態(tài)有關(guān)。由其退火行為可知，輻照產(chǎn)生的不同類型的復(fù)雜缺陷簇引起的光散射導(dǎo)致了帶邊出現(xiàn)波動(dòng)起伏的強(qiáng)烈吸收。另外，吸收隨退火回復(fù)的演變?cè)?00℃之前保持不變，而800℃之后開始逐漸降低的回復(fù)趨勢(shì)與輻照產(chǎn)生的不同類型缺陷的回復(fù)有關(guān)。
　　3、結(jié)合X射線衍射分析了輻照及輻照后經(jīng)退火引起的晶格有序度變

4、化：輻照導(dǎo)致晶格有序度降低，半高寬增大；隨退火溫度增加，有序度又逐漸恢復(fù)，半高寬呈現(xiàn)規(guī)律性的回復(fù)，根據(jù)這種規(guī)律性在實(shí)際中可發(fā)展一種新型的測溫方法。
　　由以上三種手段對(duì)中子輻照6H-SiC的退火回復(fù)特性的實(shí)驗(yàn)研究，表明退火溫度800℃左右為其輻照缺陷轉(zhuǎn)變及復(fù)合的一個(gè)重要的溫度點(diǎn)，在800℃之前的回復(fù)可能主要是近距離的弗倫克爾缺陷及間隙子移動(dòng)引起的回復(fù)；在800℃之后的回復(fù)主要是歸于輻照產(chǎn)生的非晶區(qū)域的再結(jié)晶、空位移動(dòng)及復(fù)雜缺陷簇的