氦离子辐照烧结碳化硅损伤效应研究

利用中国科学院近代物理研究所320 kV高压平台提供的氦离子辐照烧结碳化硅,辐照温度从室温到1000℃,辐照注量为1015～1017 cm-2.辐照完成后,进行退火处理,然后开展透射电子显微镜、拉曼光谱、纳米硬度和热导率测试.研究发现,烧结碳化硅中氦泡形核阈值注量低于单晶碳化硅.同时,氦泡形貌和尺寸与辐照温度、退火温度有关.另外,对辐照产生的晶格缺陷、元素偏析进行了研究.结果表明,辐照产生了大量的缺陷团簇,同时氦泡生长也会发射间隙子,在氦泡周围形成间隙型位错环.在晶界处,容易发生碳原子聚集.辐照导致材料先发生硬化而后发生软化,且热导率降低.