Fe/Nb多层膜中离子辐照效应研究(英文)

〗采用磁控溅射技术在Si衬底上沉积Si/\[Fe(10 nm)/Nb(4 nm)/Fe(4 nm)/Nb(4 nm)\]2/ \[Fe(4 nm)/Nb(4 nm)\]4多层膜。 用2 MeV的 Xe离子在室温下辐照多层膜。采用俄歇深度剖析、X射线衍射和振动样品磁强计分析辐照引起的多层膜元素分布、 结构及磁性变化。AES深度剖析谱显示当辐照注量达到1.0×1014 ions/cm2时, 多层膜界面两侧元素开始混合; 当辐照注量达到2.0×1016ions/cm2时, 多层膜层状结构消失, Fe层与Nb层几乎完全混合。XRD谱显示, 当辐照注量达到1.0×1014ions/cm2时, Nb的衍射峰和Fe的各衍射峰的峰位相对于标准卡片向小角方向偏移, 这说明辐照引起Nb基和Fe基FeNb固溶体相的形成;当辐照注量大于1.0×1015 ions/cm2时, 辐照引起非晶相的出现。 VSM测试显示,多层膜的磁性随着结构的变化而变化。 在此实验基础上, 对离子辐照引起界面混合现象的机理进行了探讨。The behavior of the metallic multilayers of Si/\[Fe(10 nm)/Nb(4 nm)/Fe(4 nm)/ Nb(4 nm)\]2/\[Fe(4 nm)/Nb(4 nm)\]4 under 2 MeV Xe ion irradiation has been investigated by depth profile analysis of Auger electron spectroscopy,X ray diffraction and vibrating sample magnetometer. The obtained experimental results show that the inter mixing between Fe and Nb layers occurs in the 1.0×1014 ions/cm2 irradiated multilayer sample which results in the formation of Nb based and Fe based FeNb solid solution. For the samples irradiated to fluence larger than 1.0×1014 ions/cm2, amorphisation is observed, and moreover, the layered structure of the multilayer samples is broken up completely for the samples under 1.0×1016 or 2.0×1016 ions/cm2 irradiation. Vibrating sample magnetometer measurement also reveals that the magnetization of the samples changes with the evolution of the structure of multilayers. Possible mechanism of the modification in Fe/Nb multilayers induced by Xe ion irradiation is briefly discussed.     

BaCl2微晶辐照损伤的电子自旋共振研究

用电子自旋共振(ESR)方法研究发光基质材料BaCl₂的X射线和γ射线辐照损伤及其恢复的情况,发现样品由X射线引起的辐照损伤,在日光下仅两分钟便能完全恢复;而γ射线引起的辐照损伤则很难完全恢复。 关键词：     

Ti/4H-SiC肖特基势垒二极管抗辐射特性的研究

本文采用γ射线、高能电子和中子对Ti/4H-SiC肖特基势垒二极管(SBD)的抗辐射特性进行了研究.研究发现对于γ射线和1 MeV电子辐照,-30 V辐照偏压对器件的辐照效应没有明显的影响.经过1 Mrad(Si)的γ射线或者1×l0¹³ n/cm²的中子辐照后,Ti/4H-SiC肖特基接触都没有明显退化;经过3.43×10¹⁴ e/cm²的1 MeV电子辐照后Ti/4H-SiC的势垒高度比辐照前轻微下降,这是由于高能 关键词： 碳化硅 肖特基 辐照 偏压     

锆英石的抗γ射线辐照能力和Rietveld结构精修

为研究放射性核素固化介质备选矿物锆英石的抗γ射线辐照结构稳定性,以澳大利亚锆英石为研究对象,通过⁶⁰Co源γ射线辐照装置对样品施以1728 kGy的γ射线辐照.利用X射线荧光光谱仪、扫描电子显微镜和X射线衍射仪对样品的元素含量、γ射线辐照前后的微观形貌及物相变化进行表征,同时利用Rietveld方法对γ射线辐照前后的样品进行了结构精修.结果表明:澳大利亚锆英石经1728 kGy剂量的γ射线辐照后未发生物相变化,射线辐照前后样品的晶胞参数仅发生了10^-4 量级的变 关键词： 锆英石 γ射线 辐照 Rietveld结构精修     

γ射线辐照诱导Bi:α-BaB2O4单晶近红外宽带发光的研究

用提拉法技术生长出了掺Bi的α-BaB₂O₄单晶并经过γ射线辐照.测定了样品在室温下的吸收光谱、发射光谱及荧光衰减曲线.在808 nm波长光的激发下,经γ射线辐照后的α-BaB₂O₄单晶中发现了中心波长为1139 nm、半高宽为113 nm的近红外宽带发光现象.讨论了辐照条件和退火处理对Bi离子发光的影响.对于其发光机理进行了初步的探讨. 关键词： 近红外宽带发光 2O₄单晶')" href="#">α-BaB₂O₄单晶 辐照 退火处理     

掺Er3+光纤的γ射线辐射特性

本文研究掺Er³⁺光纤的γ射线辐射特性,发现在800到1600nm之间损耗都有显著的增加,有的增加800倍之多。光纤的γ射线辐照损耗特性具有β射线辐照类似的规律性。用γ射线的康普顿效应半定量地解释了这种类似性。对γ射线辐照损耗进行紫外线UV漂白,表明比热退火有更好的效果,能使损耗恢复50%。指出选用原子序数小的元素作光纤掺杂剂会有利于光纤抗辐照性能的提高。 关键词：     

10位CMOS数模转换器在中子和γ混合环境下的综合辐射效应

研究了在反应堆中子和γ射线综合辐照环境下CMOS工艺10位数模转换器(DAC)的辐射效应。通过对DAC在γ辐射环境、中子辐射环境、中子和γ混合辐射环境以及中子预辐照后进行γ射线辐照下的效应对比发现,在中子和γ混合辐射环境下会产生电离总剂量效应加剧现象,即一定混合程度的中子和γ同时辐照会增强CMOS器件的辐射效应。     

掺铥光纤γ射线辐照效应实验研究

面向2μm掺铥光纤激光器的空间应用,本文针对典型商用掺铥光纤(TDF)开展了γ射线辐照效应实验研究。利用~(60)Co源放射的γ射线,对由5段同批次Nufern公司SM-TDF-10P/130-HE型TDF样品搭建的2μm光纤激光器进行总剂量为9.0 krad(Si)、剂量率为0.5~3.0 rad/s的辐照效应在线测试。结果表明,TDF的出光性能在辐照过程中出现了显著衰减,衰减幅度随着剂量率的上升而增大。通过对TDF样品在辐照前和辐照后的吸收光谱进行对比测试,观察到在经过总剂量9 krad(Si)的γ射线辐照后,TDF对793 nm泵浦光的吸收峰接近消失。对前述经历γ辐照之后的TDF样品进行2 h的793 nm泵浦光漂白实验测试,未见其出现性能恢复现象。可见,面向空间应用的该典型掺铥光纤需大力提高耐空间辐射性能。     

非晶Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金激光纳米化的超精细结构研究

在CO2激光功率为50-300W、扫描速度为20mm/s、激光散光斑为20mm照射条件下,诱导非晶Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9带中发生结构重组,产生定量纳米α-Fe(Si)晶相形成双相组织结构材料. 利用穆斯堡尔谱研究了非晶Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金激光纳米化的超精细结构. 实验结果表明,激光诱导非晶Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米化后,其超精细磁场的分布随着激光功率变化由单峰向双峰变化,在高功率辐照时, 出现了双峰分布,并且峰位向高场移动. 高激光功率辐照非晶Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金纳米晶化相有四种超精细结构,即2个超精细磁场较小的初晶相和2个超精细磁场较大的纳米晶化相. 其中超精细磁场较大(17-25MA/m)的α-Fe(Si)相为DO3结构.     

核辐照后YAG的晶格离子位移

Nd:YAG晶体在X荧光辐照后,晶格常数发生变化[1].LiF单晶在热中子辐照下,衍射面的峰值强度和积分半宽度变化均敏感[2].Si单晶在γ射线辐照下出现离子位移,其作用能主要消耗在碰撞上[3].红宝石激光晶体在γ射线辐照下,输出能量有所提[4].本文主要观察Nd:YAG多晶体辐照前后及恢复过程中的晶面间距的相对异常变化及其可逆性. 一、实验条件及结果 Nd:YAG多晶单相材料是在1650℃空气环境下烧结成的.一个样品的核反应堆的辐照条件为:功率 3000kW,通量中为 1.9× 109中子/cm2s,辐照10秒.男一个样品的辐射条件为:功率3000kW,通量为4.6×109中…     

Ni/4H-SiC肖特基势垒二极管的γ射线辐照效应

对制备的Ni/4H-SiC肖特基势垒二极管（SBD）进行了γ射线辐照试验,并在辐照过程中对器件分别加0和-30?V偏压.经过1?Mrad（Si）总剂量的γ射线辐照后,不同辐照偏压下的Ni/4H-SiC肖特基接触的势垒高度和理想因子没有退化,SiC外延层中的少子寿命也没有退化.辐照后器件的反向电流下降,这是由于器件表面的负界面电荷增加引起的.研究表明,辐照偏压对Ni/4H-SiC SBD的辐照退化效应没有明显的影响. 关键词： 碳化硅 肖特基 辐照效应 偏压     

浅杂质注入LEC半绝缘GaAs γ射线辐照缺陷

用深能级瞬态谱（ＤＬＴＳ）和恒温电容瞬态等技术研究了浅杂质注入ＬＥＣ半绝缘ＧａＡｓ的γ射线辐照缺陷。在Ｂｅ－Ｓｉ共注的ＬＥＣ半绝缘ＧａＡｓ中，γ射线辐照引入一电子陷阶Ｅ₂，并且大大增强了原有的Ｅ₀₁（０．２９８）和Ｅ₀₂（０．３４１）等缺陷，同时明显地瓦解了原有的少子陷阱Ｈ₀₃。在单纯注Ｓｉ的ＬＥＣ半绝缘ＧａＡｓ中，γ射线辐阳引进了Ｅ＇₀₁（０．２１６），Ｅ＇₀₂（０．３４１），Ｅ＇₂，Ｅ＇₄和Ｅ＇₅（０．６０８）等缺陷。其中Ｅ₀₁和Ｅ＇₀₁是新发现的和γ辐照有关的ＧａＡｓ缺陷。和低阻衬底同质外延ＧａＡｓ相比，Ｂｅ－Ｓｉ共注ＬＥＣ半绝缘ＧａＡｓ具有较低的γ射线辐照缺陷引入率，与此相反，单纯注Ｓｉ的ＬＥＣ半绝缘ＧａＡｓ具有较高的γ射线辐照缺陷的引入率。 关键词：     

γ射线作用下氧化铪基MOS结构总剂量效应研究

使用原子层淀积方法得到了7.8 nm厚度的HfO₂薄膜并通过直接溅射金属铝电极得到了Al/HfO₂/Si MOS电容结构,测量得到了HfO₂基MOS结构在60Co γ射线辐照前后的电容-电压特性,使用原子力显微镜得到了HfO₂薄膜在辐照前后的表面微观形貌,使用X射线光电子能谱方法测量得到了HfO₂薄膜在辐照前后的化学结构变化。研究发现,使用原子层淀积方法制备的HfO₂薄膜表面质量较高;γ射线辐照在HfO₂栅介质中产生了数量级为1012 cm-2的负的氧化层陷阱电荷;HfO₂薄膜符合化学计量比,介质内部主要的缺陷为氧空位且随着辐照剂量的增加而增加,说明辐照在介质中引入了陷阱从而导致MOS结构性能的退化。     

GaN基多量子阱蓝光LED的γ辐照效应

本文用4×104Ci(1Ci=3.7×1010Bq)的60Co源(剂量率2×105rad(Si)/h)对GaN基InGaN/GaN多量子阱蓝光LED进行5种剂量的γ射线的辐照实验.通过辐照前后蓝光LED的波长、色纯度、最大半峰宽(FWHM)和电流-电压(I-V)、电流-光通量(I-F)等电光学特性分析,得到γ射线对GaN基LED器件的辐照效应.结果发现,辐照后LED器件的发光一致性和均匀性变差,在20mA工作电流下,最大剂量下器件发光强度衰减近90%,光通量衰减约40%,并得到器件的抗辐照能力的参数τ0Kγ为4.039×10-7rad.s-1,发现较低的正向偏压下(小于2.6V)器件的饱和电流随辐照总剂量增大而增大.     

灵芝酸A对人肝癌细胞的辐射增敏效应的初步研究

本研究旨在初步探讨灵芝酸A(GAA)对人肝癌细胞系HepG2在高LET中子和低LET的γ射线条件下的辐射敏感性的影响及差异。研究中,我们用CCK-8方法检测不同浓度GAA对HepG2增殖抑制作用。选取低浓度(5μmol/L)GAA预处理细胞24 h,分别给予不同剂量的中子辐照或γ射线辐照,分别检测克隆存活率、细胞凋亡和γH2AX蛋白的foci的形成。结果表明:在不加GAA的情况下,高LET中子辐射比低LET的γ射线对细胞产生的凋亡比例高;在添加了GAA后,与未加GAA对照组相比,诱导细胞凋亡的比例明显增加;另外,加GAA处理后,细胞增殖抑制率也随着辐照剂量的增加而增高。即GAA能增加HepG2细胞的辐射敏感性,而在同样GAA剂量下,HepG2细胞对高LET中子辐射比低LET的γ射线更敏感。由此,这项研究说明灵芝酸或可开发成为一种天然辐射增敏剂,从而为癌症特别是肝癌的放疗提供新的辅助治疗方法。     

氟锆酸盐玻璃的γ射线辐照效应

用电子顺磁共振谱研究了在液氮温度及在室温下氟锆酸盐玻璃的γ射线辐照效应.实验结果表明,辐照后的玻璃中形成了Zr~(3+)、F_2、F~0及一种俘获氧杂质的空穴中心(标号为U)等缺陷.在低温辐照时,非桥氟的存在是产生F_2~-和F~0缺陷的原因.温度高于400K时,所有缺陷全部消失.常温下经γ射线辐照过的玻璃,在紫外区出现一个吸收峰.辐照对该玻璃的红外透过率影响不大.     

硅单结晶体管γ射线辐照电阻变化规律研究

针对硅材料和硅基器件辐照损伤机理之间存在的矛盾,采用对单结晶体管基区电阻实时监测的方法,得到单结晶体管基区阻值随γ射线辐照剂量的增加先减小后增大的规律.结合国内外硅材料和器件的辐照理论,从γ射线与物质的微观作用分析,提出单结晶体管基区主要的γ射线辐照机制位移效应较电离效应具有一定滞后性的观点,解决了原有矛盾,对器件加固的研究具有重要意义. 关键词： 单结晶体管 γ射线 实时监测 基区电阻     

Ne离子束辐照引起Gd2Ti2O7烧绿石体积肿胀效应研究

在液氮低温下用400 keV的Ne2+离子束对Gd₂Ti₂O₇多晶烧绿石进行了辐照实验研究, 离子束辐照量范围为5×1014—1×1016ions/cm2。利用掠X射线衍射技术对样品辐照层的结构变化进行了分析表征, X射线的掠射角分别为γ=0.25°, 0.5°, 1°和3°。结果表明: 在该实验条件的离子束辐照下, Gd₂Ti₂O₇辐照层会发生明显的体积肿胀效应, 体积肿胀程度随入射离子束辐照量的增大而增大; 在同一辐照量下, 辐照层的体积肿胀程度也随X射线入射角的增大而增大。当辐照量达到1×1016ions/cm2时, 辐照层发生非晶化相变。Polycrystalline pyrochlore Gd₂Ti₂O₇ compounds were irradiated with 400 keV Ne2+ ions at cryogenic temperature (~77 K). The irradiation fluences was ranging from 5×1014 to 1×1016 ions/cm2, corresponding to a peak ballistic damage dose of ~0.16 to 3.3 displacements per atom . Irradiation\|induced structural evolution was examined using grazing incidence X\|ray diffraction (GIXRD) at angles from 0.25° to 3° degrees. It was found that the lattice parameter increases as a function of (1) X\|ray incident angle and (2) ion irradiation fluence, suggesting that the irradiated layer is volumetrically swelled compared with the underlying un\|irradiated substrate. At ion fluence of 1×1016 ions/cm2, the irradiation layer was found to be amorphous.     

大规模集成电路中子和γ射线综合电离辐照效应研究

 研究了反应堆中子和γ射线综合辐照环境下CMOS工艺大规模集成电路的电离辐照效应。通过对80C196KC20和PSD501B1两种不同芯片在该环境下开展综合辐照试验,发现总的静态电流增长不明显。对试验结果综合分析得出：在反应堆的综合辐照环境下,中子电离效应较弱,并且由于中子位移效应引起载流子迁移率降低和载流子浓度降低,使得总的静态电流下降,从而抵消中子和γ射线综合电离导致的静态电流增长。     

CMOS器件60Coγ射线、电子和质子电离辐射损伤比较

利用TRIM95蒙特卡罗软件计算了质子在二氧化硅中的质量阻止本领和能量沉积,比较了质子在二氧化硅中的电离阻止本领与核阻止本领,分析了质子在材料的表面吸收剂量与灵敏区实际吸收剂量的关系.利用60Coγ射线、1MeV电子和2-9 MeV质子对CC4007RH和CC4011器件进行辐照实验,比较60Coγ射线和带电粒子的电离辐射损伤情况.实验结果表明,60Coγ射线、1MeV电子和2-7MeV质子辐照损伤效应中,在0V栅压下可以相互等效;在5V栅压下,以60Coγ射线损伤最为严重,1MeV电子的辐射损伤与60Coγ射线差别不大,9MeV以下质子辐射损伤总是小于60Coγ射线,能量越低,损伤越小.