辐射变色薄膜的质子辐照响应

用J-2.5质子静电加速器提供的质子束,对研制的一种高灵敏度新型辐射变色膜进行质子辐射响应研究。该变色膜以聚乙烯醇缩聚物为基质,以类丁二炔化合物为有机染色材料,质子能量为2.0 MeV,辐照注量为1.0×1010～1.0×1012 cm-2。用光谱响应测试薄膜的辐射效应显示：变色薄膜颜色由粉红渐变为蓝色, 并随着辐照剂量的增加而逐渐加深;用图像分析仪分析辐照后靶材的光密度发现,图像的光密度随聚焦斑距离的增大而减小;用分光光度计测试其吸收光谱发现,主吸收峰值出现在660 nm附近,且吸收峰处的响应吸光度与质子注量具有较好的线性关系;对新型变色薄膜辐照后持续效应的研究表明,变色膜辐照后续效应微弱,辐照后可以立即测量,且对测量环境变化不敏感。     

辐射变色薄膜的质子辐照响应

 用J-2.5质子静电加速器提供的质子束,对研制的一种高灵敏度新型辐射变色膜进行质子辐射响应研究。该变色膜以聚乙烯醇缩聚物为基质,以类丁二炔化合物为有机染色材料,质子能量为2.0 MeV,辐照注量为1.0×10¹⁰～1.0×10¹² cm^-2。用光谱响应测试薄膜的辐射效应显示：变色薄膜颜色由粉红渐变为蓝色, 并随着辐照剂量的增加而逐渐加深;用图像分析仪分析辐照后靶材的光密度发现,图像的光密度随聚焦斑距离的增大而减小;用分光光度计测试其吸收光谱发现,主吸收峰值出现在660 nm附近,且吸收峰处的响应吸光度与质子注量具有较好的线性关系;对新型变色薄膜辐照后持续效应的研究表明,变色膜辐照后续效应微弱,辐照后可以立即测量,且对测量环境变化不敏感。     

18 MeV质子辐照对TiNi形状记忆合金R相变的影响

研究了用HZ B串列加速器的18MeV质子辐照对TiNi形状记忆合金R相变的影响,辐照在奥氏体母相状态下进行。示差扫描量热法(DSC)表明,辐照后R相变开始温度TsR和逆马氏体相变结束温度TfA随辐照注量的增加而降低。当注量为1.53×1014/cm2时,TsR和TfA分别下降6K和13K,辐照未引起R相变结束温度TfR和逆马氏体相变开始温度TsA的变化。表明辐照后母相(奥氏体相)稳定。透射电镜(TEM)分析表明辐照后没有引起合金可观察的微观组织变化。辐照对R相变开始温度TsR和逆马氏体相变结束温度Af的影响可能是由于质子辐照后产生了孤立的缺陷团,形成了局部应力场,引起晶格有序度的下降所造成的。     

质子辐照对纯铝薄膜微观结构的影响

利用透射电子显微镜(TEM)详细分析了不同剂量的质子辐照纯铝薄膜样品的微观结构, 质子的能量E=160 keV.实验表明,质子辐照能够在Al薄膜中诱发空位位错圈,在实验范围内,位错密度随辐照剂量的增加而增加;质子辐照在1×10¹¹—4×10¹¹/mm²范围内随辐照剂量的增加,位错圈数量密度以及位错圈尺寸都随之增加.在较高剂量6×10¹¹/mm²辐照下,位错圈数量密度减小,但其尺寸显著 关键词： 质子辐照 空位簇缺陷 位错圈 微观结构     

18 MeV质子辐照对TiNi形状记忆合金R相变的影响

 研究了用HZ-B串列加速器的18MeV质子辐照对TiNi形状记忆合金R相变的影响，辐照在奥氏体母相状态下进行。示差扫描量热法（DSC）表明，辐照后R相变开始温度T^s_R和逆马氏体相变结束温度T^f_A随辐照注量的增加而降低。当注量为1.53×10¹⁴/cm²时，T^sR和T^f_A分别下降6K和13K，辐照未引起R相变结束温度T^s_R和逆马氏体相变开始温度T^f_A的变化。表明辐照后母相(奥氏体相)稳定。透射电镜（TEM）分析表明辐照后没有引起合金可观察的微观组织变化。辐照对R相变开始温度T^s_{R和逆马氏体相变结束温度Af的影响可能是由于质子辐照后产生了孤立的缺陷团，形成了局部应力场，引起晶格有序度的下降所造成的。}     

18 MeV质子辐照对TiNi形状记忆合金R相变的影响

研究了用HZ-B串列加速器的18MeV质子辐照对TiNi形状记忆合金R相变的影响,辐照在奥氏体母相状态下进行。示差扫描量热法（DSC）表明,辐照后R相变开始温度TsR和逆马氏体相变结束温度TfA随辐照注量的增加而降低。当注量为1.53×1014/cm2时,TsR和TfA分别下降6K和13K,辐照未引起R相变结束温度TsR和逆马氏体相变开始温度TfA的变化。表明辐照后母相(奥氏体相)稳定。透射电镜（TEM）分析表明辐照后没有引起合金可观察的微观组织变化。辐照对R相变开始温度TsR和逆马氏体相变结束温度Af的影响可能是由于质子辐照后产生了孤立的缺陷团,形成了局部应力场,引起晶格有序度的下降所造成的。     

3 MeV质子辐照对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的影响

研究了AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管(HEMT)的质子辐照效应. 在3 MeV质子辐照下, 当辐照剂量达到1× 10¹⁵ protons/cm²时, 漏极饱和电流下降了20%, 最大跨导降低了5%. 随着剂量增加, 阈值电压向正向漂移, 栅泄露电流增加. 在相同辐照剂量下, 1.8 MeV质子辐照要比3 MeV质子辐照退化严重. 从SRIM软件仿真中得到不同能量质子在AlGaN/GaN异质结中的辐射损伤区, 以及在一定深度形成的空位密度. 结合变频C-V测试结果进行分析, 表明了质子辐照引入空位缺陷可能是AlGaN/GaN HEMT器件电学特性退化的主要原因.     

CuCrZr合金质子辐照效应的模拟研究

基于Monte Carlo方法,跟踪一大批入射粒子的运动,模拟1~10 Me V质子辐照下质子与CuCrZr合金的相互作用,计算出合金的阻止本领、能量传递、能量损失、射程、空位分布情况以及合金的辐照损伤分别与辐照深度、质子能量的关系,通过模拟CuCrZr合金在聚变反应中的工作环境,分析热沉材料的失效机理.研究结果表明:质子能量在1~10 Me V时,质子与CuCrZr合金发生非弹性碰撞,能量损失以电离能损失为主,表现出很好的抗辐照性能;质子在合金中的峰值深度随质子能量增加而增加,且近似指数关系,峰值深度为2~250μm;入射质子能量达到Me V级别时,溅射产额为零,CuCrZr合金可以很好的避免器壁的侵蚀;合金中空位的个数与入射质子能量呈线性关系,合金中空位和质子在合金中的分布具有同步性;质子损伤效率在合金深度方向呈现高斯分布,损伤最大值位置与辐照深度接近,随着入射质子能量的增加损伤效率最大值不断减小.     

60keV质子辐照对TiNi记忆合金薄膜马氏体相变的影响

 利用磁控溅射的方法在氧化后的单晶Si基片上制备了TiNi形状记忆合金薄膜，利用示差扫描量热法和原位X射线衍射研究了薄膜的马氏体相变特征。通过60keV质子注入（辐照）薄膜样品研究了H+离子对合金薄膜马氏体相变特征的影响，结果表明氢离子注入后引起了马氏体相变开始Ms和结束点Mf以及逆马氏体相变开始As和结束温度Af的下降，而对R相变开始Rs和结束温度Rf影响不大。掠入射X射线衍射表明H+离子注入后有氢化物形成。H⁺离子注入形成的氢化物是引起相变点的变化的主要因素。     

60keV质子辐照对TiNi记忆合金薄膜马氏体相变的影响

利用磁控溅射的方法在氧化后的单晶Si基片上制备了TiNi形状记忆合金薄膜，利用示差扫描量热法和原位X射线衍射研究了薄膜的马氏体相变特征。通过60keV质子注入（辐照）薄膜样品研究了H+离子对合金薄膜马氏体相变特征的影响，结果表明氢离子注入后引起了马氏体相变开始Ms和结束点Mf以及逆马氏体相变开始As和结束温度Af的下降，而对R相变开始Rs和结束温度Rf影响不大。掠入射X射线衍射表明H+离子注入后有氢化物形成。H+离子注入形成的氢化物是引起相变点的变化的主要因素。     

质子辅助生长超平整石墨烯薄膜

石墨烯(graphene),碳原子组成的二维蜂窝状结构,是构成其他碳材料的基本单元,可以蜷曲成零维的富勒烯,弯曲成一维的碳纳米管,以及堆垛成三维的石墨。石墨烯有着独特的晶体结构和能带结构,有着区别于块体的多种特异物性,包括了力、热、光、电学等性能,有望在多种领域取得颠覆性的应用。正因为如此,石墨烯一经发现,便迅速成为物理、化学、材料、电子等多个学科中一颗冉冉升起的新星,并开启了包括石墨烯在内的多种二维材料及其异质结构的研究热潮。据不完全统计,目前相继有多达500多种的二维材料开始深入表征与研究。     

双束质子辐照砷化镓光电导探测器的I-V特性

 对用能量为7.5MeV和20MeV,注量为10¹¹～10¹³cm^-2的质子辐照后的砷化镓材料制作的光电导探测器的光电流和暗电流进行了测试，并由此推得电导率的变化。结果表明，经过能量为7.5MeV的质子改性后的砷化镓探测器相对于未改性的附加光电导率Δσ减少，而且随着辐照注量的增加而越小，而对于先用能量为20MeV质子辐照后再用能量为7.5MeV的质子辐照的砷化镓材料制作的探测器，其附加光电导率Δσ的减少则更为明显。对上述现象进行了分析，并根据其相应关系预测了该种探测器的响应时间、灵敏度、拖尾现象及受X射线激发的输出脉冲的后延的变化情况。     

双束质子辐照砷化镓光电导探测器的I-V特性

对用能量为7.5MeV和20MeV,注量为1011～1013cm-2的质子辐照后的砷化镓材料制作的光电导探测器的光电流和暗电流进行了测试,并由此推得电导率的变化。结果表明,经过能量为7.5MeV的质子改性后的砷化镓探测器相对于未改性的附加光电导率Δσ减少,而且随着辐照注量的增加而越小,而对于先用能量为20MeV质子辐照后再用能量为7.5MeV的质子辐照的砷化镓材料制作的探测器,其附加光电导率Δσ的减少则更为明显。对上述现象进行了分析,并根据其相应关系预测了该种探测器的响应时间、灵敏度、拖尾现象及受X射线激发的输出脉冲的后延的变化情况。     

ZnO薄膜的激光辐照效应研究

研究了KrF准分子激光辐照对ZnO薄膜的本征缺陷.紫外（UV）发光以及表面形貌的影响,并对室温下ZnO的UV发射机理进行了详细探讨.结果表明激光辐照打断了薄膜内Zn—O键,氧空位（锌填隙）增多,导致表面电阻率下降,载流子浓度升高,调节激光辐照能量密度,可在较大范围内调控ZnO薄膜中的施主缺陷浓度;同时在激光热效应作用下,薄膜晶粒熔融长大,表面粗糙度大大降低;室温下ZnO薄膜的UV发光包括自由激子复合发光（FX）及其声子伴线（FX-LO）,缺陷浓度决定了FX与FX-LO的相对强度比,进而影响UV发射峰的强度以及位置.因此,激光辐照可以快速、有效地对ZnO薄膜内的缺陷浓度进行调控,从而控制其室温下的UV发射强度,这对于提高ZnO基光电器件的性能具有重要意义.     

ZnO薄膜的激光辐照效应研究

研究了KrF准分子激光辐照对ZnO薄膜的本征缺陷.紫外（UV）发光以及表面形貌的影响,并对室温下ZnO的UV发射机理进行了详细探讨.结果表明激光辐照打断了薄膜内Zn—O键,氧空位（锌填隙）增多,导致表面电阻率下降,载流子浓度升高,调节激光辐照能量密度,可在较大范围内调控ZnO薄膜中的施主缺陷浓度;同时在激光热效应作用下,薄膜晶粒熔融长大,表面粗糙度大大降低;室温下ZnO薄膜的UV发光包括自由激子复合发光（FX）及其声子伴线（FX-LO）,缺陷浓度决定了FX与FX-LO的相对强度比,进而影响UV发射峰的强度以及位置.因此,激光辐照可以快速、有效地对ZnO薄膜内的缺陷浓度进行调控,从而控制其室温下的UV发射强度,这对于提高ZnO基光电器件的性能具有重要意义. 关键词： ZnO薄膜 激光辐照 紫外发光 缺陷浓度     

CCD质子辐照损伤效应的三维蒙特卡罗模拟

针对空间质子诱发CCD性能退化问题,开展了CCD质子辐照效应的三维蒙特卡罗模拟研究。采用三维蒙特卡罗软件Geant4模拟计算了不同能量质子在Si和SiO₂中的射程及Bragg峰,分析了不同能量质子在材料中能量沉积的过程,并将模拟结果与相关数据进行对比,模拟误差在5%以内。根据质子与材料相互作用的物理过程,选取了合适的Lindhard分离函数,添加合适的物理过程,模拟计算了不同能量质子在SiO₂中的电离能量损失和Si中的非电离能量损失,并将结果与国外相关数据进行对比。根据CCD的生产工艺参数,建立了单个像元的三维模拟模型,确定了质子辐照损伤的灵敏体积,模拟计算了不同能量质子在像元灵敏体积内的电离能量沉积与非电离能量沉积,分析了CCD不同能量质子的辐照损伤差异产生的机理。结合粒子输运计算结果与CCD质子辐照实验结果,分析了质子辐照诱发CCD辐射敏感参数退化的物理机制。     

质子束辐照单层石墨烯的损伤效应

基于石墨烯优异的电学性能,其已被广泛应用于许多工业领域.但由于其带隙为零,一定程度上限制了在电子器件方面更进一步的应用.为了通过离子辐照在石墨烯中引入缺陷并打开带隙,本工作研究了能量为750 keV,1 MeV的质子束对硅衬底单层石墨烯的辐照损伤效应.通过对比辐照前后的石墨烯样品的拉曼光谱发现:I_D/I_G随着入射质子能损的增大而增大,与SRIM程序模拟结果趋势一致;缺陷间平均距离L_D随入射质子能量的增大而增大;缺陷密度n_D随入射质子能量的增大而减小.这表明质子在石墨烯中的损伤效应与三维材料相似.     

质子对BaTiO3薄膜辐照损伤的计算机模拟

本文先应用分子动力学模拟BaTiO₃体系在初级击出原子(primary knock-on atom, PKA)轰击下缺陷产生和复合的动力学过程, 模拟结果表明：PKA的方向和能量对缺陷数目有重要影响, 并计算了Ba, O和Ti原子的平均位移阈能分别为69 eV, 51 eV和123 eV, 远大于SRIM程序默认的位移阈能25 eV. 然后应用蒙特卡罗软件包SRIM, 模拟质子在BaTiO₃薄膜中的能量损失过程, 比较位移阈能对模拟结果的影响, 分析质子能量和入射角度对空位数量以及分布的影响. 结果表明空位数量随着质子能量增加而增加, 增加的速率随能量的增加是降低的;当入射角度大于60°, 空位数量随入射角增大而明显减少.