氦、氘对纯铁辐照缺陷的影响

在核聚变堆的辐照环境中, 核嬗变产物氢、氦对结构材料的抗辐照性能将产生很大的影响. 本实验采用离子注入和电子辐照模拟研究了氦和氘对具有体心立方结构的纯铁的影响. 采用离子加速器在室温分别对纯铁注入氦离子和氘离子, 经500℃时效1 h后在高压电镜下进行电子辐照.结果表明: 室温注氦和室温注氘的纯铁在500℃时效后分别形成间隙型位错环和空位型位错环. 在电子辐照下, 间隙型位错环吸收间隙原子而不断长大, 而空位型位错环吸收间隙原子不断缩小. 通过计算位错环的变化速率发现, 空位型位错环比间隙型位错环吸收了更多的间隙原子, 即室温注氘纯铁的位错偏压比室温注氦纯铁的偏压参量大, 这意味着相同实验条件下空位型位错环对辐照肿胀的贡献大于间隙型位错环对辐照肿胀的贡献. 利用氦-空位复合体和氘-空位复合体的结构, 分析了注氦和注氘后在纯铁中形成不同类型位错环的原因. 关键词： 氦 氘 辐照损伤 位错环     

利用透射电镜衬度像变化判定位错环类型及注氢纯铁中形成的位错环分析

本文分两部分,第一部分研究了利用透射电镜衬度像变化判定材料中位错环类型的方法,即采用所谓inside-outside方法来判断位错环为空位型位错环或间隙型位错环. 第二部分讨论了加速器注氢纯铁在673—773 K时效后形成的位错环的类型. 关键词： 透射电镜 空位型位错环 间隙型位错环 氢     

Ti-2Al-2.5Zr合金He离子辐照效应研究

 在Ti-2Al-2.5Zr合金中注入能量为75 keV的He离子，注入剂量分别为5×10¹⁶cm^-2，1×10¹⁷ cm^-2。通过显微硬度测量和剖面电子显微观察，研究了He离子对Ti-2Al-2.5Zr合金力学性能和显微组织的影响。结果表明:样品的显微硬度随He离子注量的增加而升高，在温度为350和550 ℃的Ar气中退火后硬度有所下降。剖面电子显微观察发现有位错环和He气泡生成，退火后He气泡有长大、缺陷有回复的趋势。辐照产生的位错环是辐照后硬度升高的直接原因，其退火发生回复又引起硬度随退火温度的升高而降低。     

Fe-Cr合金辐照空洞微结构演化的相场法模拟

Fe-Cr合金作为包壳材料在高温高辐照强度等极端环境下服役,产生空位和间隙原子等辐照缺陷,辐照缺陷簇聚诱发空洞、位错环等缺陷团簇,引起辐照肿胀、晶格畸变,导致辐照硬化或软化致使材料失效.理解辐照缺陷簇聚和长大过程的组织演化,能更有效调控组织获得稳定服役性能.本文采用相场法研究Fe-Cr合金中空洞的演化,模型考虑了温度效应对点缺陷的影响以及空位和间隙的产生和复合.选择400—800 K温度区间、0—16 dpa辐照剂量范围的Fe-Cr体系为对象,研究在不同服役温度和辐照剂量下的空位扩散、复合和簇聚形成空洞的过程.在400—800 K温度区间,随着温度的升高,Fe-Cr合金空洞团簇形核率呈现出先升高后下降的趋势.考虑空位与间隙的重新组合受温度的影响可以很好地解释空洞率随温度变化时出现先升高后降低的现象.由于温度的变化将影响Fe-Cr合金中原子离位阀能,从而影响产生空位和间隙原子.同一温度下,空洞半径和空洞的体积分数随辐照剂量的增大而增大.辐照剂量的增大,级联碰撞反应加强,空位与间隙原子大量产生,高温下空位迅速的扩散聚集在Fe-Cr合金中将形成更多数量以及更大尺寸的空洞.     

注氢Fe-1wt%Ni合金中的辐照诱导偏析

利用离子加速器注氢和高压电子显微镜的电子辐照方法,研究了Fe-1wt%Ni铁素体钢中Ni合金元素的辐照诱导偏析现象．实验结果表明,Ni与空位、氢结合成复合体,其扩散机制为逆Kirkendall效应,即Ni的扩散方向与空位的扩散方向一致．在空洞附近富集的Ni会沿{110}平面共格析出．在特定的入射方向的电子衍射图象中,能够观察到由于这种平面共格析出引起的衍射条纹． 关键词：     

聚变材料钨辐照后退火形成的位错环特性及inside-outside衬度分析

对纯钨透射电镜薄膜样品在400℃进行了58 keV、1×10¹⁷ cm^-2(约0.1 dpa)的氘离子辐照,辐照后进行了900℃/1 h的退火处理.离子辐照产生了平均尺寸为(11.10±5.41)nm,体密度约为2.40×10²² m^-3的细小位错环组织,未观察到明显的空洞组织.辐照后退火造成了位错环尺寸的长大和体密度的下降,分别为(18.25±16.92) nm和1.19×10²² m^-3.通过透射电镜的衍射衬度分析,判断辐照后退火样品中的位错环主要为a/2<111>类型位错环.通过“一步法” inside-outside衬度分析判断位错环为间隙型位错环.辐照后退火还造成了较大位错环之间接触融合,形成不规则形状的大型位错环.此外,退火后样品中还观察到了尺寸为1—2 nm的细小空洞组织.     

牺牲Ni退火对硅衬底GaN基发光二极管p型接触影响的研究

本文通过在硅衬底发光二极管(LED)薄膜p-GaN表面蒸发不同厚度的Ni覆盖层,将其在N₂ ∶O₂=4 ∶1的气氛中、400℃—750℃的温度范围内进行退火,在去掉薄膜表面Ni覆盖层之后制备Pt/p-GaN欧姆接触层.实验结果表明:退火温度和Ni覆盖层厚度均对硅衬底GaN基LED薄膜p型欧姆接触有重要影响,Ni覆盖退火能够显著降低p型层中Mg受主的激活温度.经牺牲Ni退火后,p型比接触电阻率随退火温度的升高呈先变小后变大的规律,随Ni覆盖层厚度的增加呈先变小后变 关键词： 氮化镓 发光二极管 牺牲Ni退火 p型接触     

低温下质子辐照对Y-Ba-Cu—O和La-Sr-Cu-O性质的影响

使用外延YBa₂Cu₃O₇薄膜,测量了低温下(液氮或液氦温度)质子辐照对样品输运性质的影响。不仅观察到由低温辐照引起的样品超导转变温度T_c下降及电阻率P上升,还观察到dp/dT的上升和发生金属至非金属的相变。经室温热循环的样品显示出强烈室温退火效应。近60％由辐照引起的样品电阻升高和T_c下降可以得到恢复,并可伴随发生非金属至金属的相变,在La-Sr-Cu-O薄膜的低温辐照实验中观察到了类似的室温退 关键词：     

氢离子辐照纯钒中形成的位错环

钒合金作为聚变堆候选材料, 其辐照损伤行为一直是关注的重点. 研究辐照时形成的位错环的性质, 其意义在于揭示纯钒中辐照空洞的长大机理. 这种机理表现为不同类型位错环对点缺陷吸收的偏压不同, 从而影响金属的辐照肿胀. 本文利用加速器对纯钒薄膜样品进行氢离子辐照, 然后, 利用透射电镜的inside-outside方法分析氢离子辐照所形成的位错环的类型. 结果表明, 在氢离子辐照纯钒中没有发现柏氏矢量b=<110>的位错环, 只有柏氏矢量b=1/2<111>和b=<110>的位错环, 这两种位错环的惯性面处于{110}-{112}之间. 能确定性质的位错环全部为间隙型位错环, 未发现空位型位错环.     

中子辐照高掺硅砷化镓的光致发光研究

研究了高掺硅的n型GaAs在中子辐照前后和150℃-500℃等时热退火以后的光致发光光谱。观察到在中子辐照后积分发光强度降低为辐照前的1/36。在退火温度超过250℃时,积分发光强度显著增长,当退火温度达400℃以上时,在带边峰的低能侧出现能量为1.35eV、1.30eV和1.26eV的发光峰。假设250℃退火阶段对应于较大的空位团分解为较小的空位团,400℃退火阶段对应于较小的空位团分解出VGa,可以较好地解释实验现象。     

电子辐照硅层中缺陷能级的研究

用12MeV电子辐照硅p⁺n结,在硅中除引入氧空位E₁(E_c-0.19eV),双空位E₂(E_c-0.24eV)和E₄(E_c-0.44eV)外,还引入缺陷E₃(E_c-0.37eV)。用DLTS方法和反向恢复时间测量研究了这些能级的退火行为,可以看到,E₃的退火温度最高(≈520℃)。由退火特 关键词：     

氢对铁中缺陷行为的影响

本文研究了铁中氢与辐照缺陷的相互作用。氢与这些缺陷结合,形成不同类型的氢与缺陷的复合体,在从低温到高温的时效过程中,可以清楚地观察到间隙型位错环(>300℃)、空位型位错环(>450℃)和空洞(520℃)的形成。研究表明,这三种缺陷分别是氢与间隙原子、氢与单个空位、氢与复数个空位等三种复合体聚集而成。 关键词：     

Ge/Au,Ge/Ag双层膜和Ge-Au,Ge-Ag合金膜中非晶Ge的晶化

本文对Ge/An,Ge/Ag,双层膜和Ge-An,Ge-Ag合金膜的退火过程进行了透射电子显微镜观测,对Ge/多晶Au(或Ag)还进行了加热过程的原位观测。观测表明,多晶Au和单晶Au膜的存在使非晶Ge的晶化温度T_c的下降显著不同,可由晶界三叉点等处为非晶Ge的有利形核位置来解释,双层膜的缩聚区中由于局域优先晶化的影响,不仅T_c(=100℃)比非缩聚区中(T_c=150℃)低,而且形成直径为1—2μm的Ge大晶粒,而Ge/多晶Ag和Ge/单晶Ag膜的T_c均约为280℃,合金膜中金属含量较低时(C_Au<17at％,C_Ag<18at％),T_c高于相应的Ge/多晶Au(Ag)膜;金属含量较高时,T_c低于Ge/多晶Au(Ag)膜。这说明过饱和金属原子的存在使得非晶Ge的晶化势垒大大降低。 关键词：     

成分和过渡金属对FeZr基非晶态合金晶化温度的影响

本文系统研究了Fe_100-xZr_x,(Fe_1-xZr_x)₈₄B₁₆和Fe_90-xM_xZr₁₀(M=V,Cr,Mn,Co,Ni,Si,B)非晶态合金的晶化温度与成分的关系。主要结果有:用Zr替代Fe使晶化温度明显提高;在FeMZr非晶态合金系列中,晶化温度依M=Mn,Cr,V元素的顺序和M含量x的增大而提高,而依 关键词：     

快中子辐照直拉硅中受主和施主的研究

通过傅里叶红外光谱、正电子湮没寿命谱和Hall技术研究了高剂量快中子辐照直拉硅的辐照 缺陷、电阻率、载流子迁移率、载流子浓度随退火温度的变化.经快中子辐照，直拉硅样品 的导电类型由n型转变为p型.在450和600℃热处理出现两种受主中心，分别由V2_{2O22，V22O，VO22，V-O-V及V44型缺 陷引起，这些缺陷态的出现使得样品中空穴浓度迅速增加；大于650℃热处理这些受主态 缺陷迅速消失， 关键词： 快中子辐照 空位型缺陷 受主 施主}     

Co掺杂纳米ZnO微结构的正电子湮没研究

利用正电子湮没技术研究了10 at.% Co掺杂的Co₃O₄/ZnO纳米复合物中退火对缺陷的影响. 利用X射线衍射(XRD)测量了Co₃O₄/ZnO纳米复合物的结构和晶粒尺寸. 随着退火温度升高,Co₃O₄相逐步消失,ZnO晶粒尺寸也有显著增加. 经过1000 ℃以上退火后,Co₃O₄相完全消失,并出现了CoO的岩盐结构. 正电子湮没寿命测量显示出Co₃O₄ /ZnO纳米复合物中存在大量的Zn空位和空位团. 这些空位缺陷可能存在于纳米复合物的界面区域. 当退火温度达到700 ℃后Zn空位开始恢复,空位团也开始收缩. 900 ℃以上退火后,所有空位缺陷基本消失,正电子寿命接近ZnO完整晶格中的体态寿命值. 符合多普勒展宽谱测量也显示Co₃O₄ /ZnO纳米复合物经过900 ℃以上退火后电子动量分布与单晶ZnO基本一致,表明界面缺陷经过退火后得到消除. 关键词： ZnO 界面缺陷 正电子湮没     

GaAsN/GaAs量子阱在1 MeV电子束辐照下的退化规律

为研究GaAsN/GaAs量子阱在电子束辐照下的退化规律与机制,对GaAsN/GaAs量子阱进行了不同注量(1×1015,1×1016 e/cm2)1 MeV电子束辐照和辐照后不同温度退火(650,750,850℃)试验,并结合Mulassis仿真和GaAs能带模型图对其分析讨论。结果表明,随着电子注量的增加,GaAsN/GaAs量子阱光学性能急剧降低,注量为1×1015 e/cm2和1×1016 e/cm2的电子束辐照后,GaAsN/GaAs量子阱PL强度分别衰减为初始值的85%和29%。GaAsN/GaAs量子阱电子辐照后650℃退火5 min,样品PL强度恢复到初始值,材料带隙没有发生变化。GaAsN/GaAs量子阱辐照后750℃和850℃各退火5 min后,样品PL强度随退火温度的升高不断减小,同时N原子外扩散使得样品带隙发生约4 nm蓝移。退火温度升高没有造成带隙更大的蓝移,这是由于进一步的温度升高产生了新的N—As间隙缺陷,抑制了N原子外扩散,同时导致GaAsN/GaAs量子阱光学性能退化。     

与位错和点缺陷的交互作用有关的低温内耗峰

系统研究了出现在经冷加工处理的Al-Mg固溶体中的低温内耗峰。当测量频率约为1Hz时,分别在-70℃(P_L2峰)和-50℃(P_L1峰)观察到了两个内耗峰。详细研究了镁(Mg)含量,冷加工量,冷加工模式,不同合金元素(Ga,Zn),退火等诸因素对这两个内耗峰的出现及特性的影响。得出了P_L2峰与位错和“Mg原子-双空位”对的交互作用有关以及P_L1峰与位错和“Mg原子-单空位”对的交互作用有关的结论。 关键词：     

Ni/Au与N掺杂p型ZnO的欧姆接触

研究了Au,In,Ni/Au三种不同金属膜与N掺杂p型ZnO的接触特性,发现Ni/Au双层膜更适合作为其欧姆电极材料,并比较了不同气氛和不同温度退火对Ni/Au电极的影响.发现在O₂中退火电极性能发生蜕变,而在N₂中退火性能得到改善.指出即使在N₂中退火,退火温度的选择也是至关重要的,本实验在400℃,氮气气氛下退火150s,得到了较好的欧姆接触特性.     

α-Al2O3: Mn单晶的三维热释发光谱研究

测量了α-Al2O3: Mn单晶中子辐照前后的三维热释发光谱.观察到α-Al2O3: Mn:Mn单晶γ射线照射后测量的三维热释发光谱中，峰温在350℃波长为680nm处有一宽发光峰，这可能与Mn2+离子有关；波长为695nm峰温在170℃和350℃的线状光谱，叠加在680nm宽发光峰上，是Cr3+离子的发光谱线,其中可能有Mn4+离子的贡献.与纯α-Al2O3单晶的热释发光谱相比，掺入Mn杂质后，γ射线照射的三维热释发光谱中完全地抑制了波长为416nm的α-Al2O3的F心发光峰.经1017cm-2中子注量辐照和退火后，γ射线照射后测量的三维热释发光谱中，在150℃出现了波长为416和695nm的发光峰，以及在250℃波长为680和695nm的发光峰，其中695nm新发光峰的强度略超过了中子辐照前α-Al2O3:Mn在350℃波长为695nm的发光峰，说明中子辐照产生了大量浅陷阱能级和F心.然而，经1018cm-2中子注量辐照和退火后，γ射线照射后测量的三维热释发光谱中，出现了峰温150℃，190℃和250℃波长为520nm的Mn2+离子发光峰，以及300℃波长为680和695nm的Cr3+（或Mn4+）的发光峰，表明增高中子注量的辐照，产生了温度为190℃，250℃和300℃深陷阱能级和F心，并使Mn2+离子发光峰明显加强. 关键词： α-Al2O3:Mn 三维发光谱 缺陷结构 发光机理