中子輻照6H-SiC晶體的電學性能及其退火研究.pdf

1、SiC是重要的抗輻照材料,由于具有眾多的優(yōu)良特性,近年來受到越來越多的關注。作為結(jié)構(gòu)功能材料,SiC/SiC復合材料在聚變堆面向等離子體元件的制備方面具有巨大的應用潛力。這些產(chǎn)品在使用過程,因受到載能離子的輻照而產(chǎn)生大量的缺陷,進而導致電學、光學、熱學和機械等性能的退化。退化程度直接決定了SiC使用的可行性和可靠性,所以充分認識輻照缺陷的形成機制、微觀構(gòu)型及其對宏觀物性的影響非常重要。我們首先利用霍爾效應測試,對未輻照的摻氮6H-SiC

2、的半導體性能進行了表征,測試并計算出了n型摻氮6H-SiC單晶的載流子濃度和遷移率。論文的主要部分是關于中子輻照的6H-SiC的電學性能以及退火對它們的影響的研究,所使用的主要測試手段是無接觸電阻測試儀和LCR介電性能測試儀,并取得了如下結(jié)果:
　　1、高劑量中子輻照在晶體內(nèi)產(chǎn)生了大量缺陷和損傷,并引起樣品的電學性能的變化,使電阻率升高、介電常數(shù)和介電損耗減小,導致樣品的半導體特性遭到嚴重的破壞。中子輻照后使得晶體內(nèi)產(chǎn)生了大量的深

3、能級缺陷,這些缺陷俘獲了大量的載流子,從而使得電阻率升高,再者缺陷捕獲電荷形成空間電荷影響介電性能。
　　2、在輻照缺陷及其電學性能的退火演化過程中,我們認為存在2個特征溫度,即分別約為1000和1400℃。在退火溫度低于1000℃時,隨著退火溫度的升高,電阻率小幅增加但是介電常數(shù)ε′介電損耗ε′下降;在退火溫度高于1000℃時,電阻率開始逐步下降;當退火溫度高于1400℃時,電阻率急劇地下降而ε′和ε′快速地增加。
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