高能氩离子在钇铁柘榴石中引起的非晶化研究

用倾斜样品X-射线衍射学(STD)和饱和磁化强度测量,研究了960MeV氩离子低温(195K)辐照多晶钇铁柘榴石Y_3Fe_5O_(12)(YIG)所引起的非晶化过程。分析结果表明,960MeV氩离子引起YIG晶态→非晶态转变是一个逐步的过程,在这个过程中电子能损起主     

高能氩离子在钇铁石榴石中引起的非晶化研究

用倾斜样品Ｘ射线学和饱和磁化强度测量，研究了９６０ＭｅＶ氩离子在多晶钇铁石榴（ＹＩＧ）Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２中引起的非晶化过程。分析结果表明，９６０Ｍｅ氩离子辐照引起ＹＩＧ晶态→非昌态转变是一个逐渐的过程，在这个过程中电子能损起主导作用但也需要一定的辐照剂量。     

离子在近电子能损阈值能区诱发云母表面小丘形成

利用0.65 MeV的He~+离子轰击白云母膜,并在大气环境下用原子力显微镜(AFM)的轻敲模式分析了辐照后的膜表面。实验结果显示,在不同温度下离子诱导的小丘高度在小于1 nm到几nm之间,且室温条件下能诱发小丘生成的He~+离子电子能损阈值在0.44 keV/nm以下。此外,升高温度至973 K并在其中选取不同温度进行表面辐照来验证观测到的小丘结构。实验发现,相比于室温,小丘直径和高度的统计分布在更高温度下表现出了更大的歧离。分别利用分析热峰模型和双温热峰模型计算了辐照过程中的核能损与电子能损,并选取了用能损在阈值附近的离子辐照所产生的小丘的实验数据与模拟结果相比较,发现实验结果与双温热峰模型吻合较好。     

离子在近电子能损阈值能区诱发云母表面小丘形成

利用0.65 MeV的He⁺离子轰击白云母膜,并在大气环境下用原子力显微镜(AFM)的轻敲模式分析了辐照后的膜表面。实验结果显示,在不同温度下离子诱导的小丘高度在小于1 nm到几nm之间,且室温条件下能诱发小丘生成的He⁺离子电子能损阈值在0.44 keV/nm以下。此外,升高温度至973 K并在其中选取不同温度进行表面辐照来验证观测到的小丘结构。实验发现,相比于室温,小丘直径和高度的统计分布在更高温度下表现出了更大的歧离。分别利用分析热峰模型和双温热峰模型计算了辐照过程中的核能损与电子能损,并选取了用能损在阈值附近的离子辐照所产生的小丘的实验数据与模拟结果相比较,发现实验结果与双温热峰模型吻合较好。     

Pb离子辐照注碳a-SiO2薄膜的光致发光性能

用湿氧化法在单晶硅表面生长了非晶态SiO2薄膜,进行120 keV C离子注入和950 MeV Pb离子辐照,用荧光光谱分析样品发光特性的改变.结果发现,C离子注入和高能Pb离子辐照均能显著影响样品的发光特性,且荧光光谱的改变强烈依赖于注入和辐照剂量,预示不同注入和辐照剂量将导致不同的发光结构形成.对注入和辐照造成薄膜...     

高能136Xe离子辐照聚酰亚胺化学改性的电子能损效应

用1．755GeV^136Xe离子在真空室温环境下辐照叠层聚酰亚胺薄膜,通过红外和紫外光谱测量研究了高电子能损离子辐照引起的化学降解及炔基产生效应。红外测量结果表明,典型官能团随辐照注量的增加指数降解,且径迹芯中所有官能团均遭到破坏;对应8．8(最小能损,第一层)和11．5keV／nm(最大能损,第五层)电子能损,^136Xe辐照聚酰亚胺的平均降解半径分别为3．6和4．1nm。而相应能损条件下炔基的生成截面分别为5．6和5．9nm大于官能团的降解截面。紫外结果表明辐照引起的吸光度的改变随辐照注量线性增加,发色团的产生效率随电子能损的增大而增加。     

快重离子在聚合物潜径迹中引起的损伤效应研究

在室温和真空环境下利用不同的快重离子(1.158GeV Fe56、1.755GeV Xe136及2.636GeV U238)对多层堆叠的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸脂(PC)和聚酰亚胺(PI)进行了辐照,结合X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FTIR)及紫外可见光谱测量技术,在较宽的电子能损(1.9-19.0 keV·nm-1)和注量范围(1×1010-6×1012 cm-2)研究了离子在不同聚合物潜径迹中引起的损伤过程,观测到了主要官能团的降解、炔基生成、非晶化及紫外吸收边缘的红移等现象随辐照注量及电子能损的变化趋势.通过对损伤过程的定量分析,应用径迹饱和模型假设,分别给出了Fe、Xe和U离子在不同电子能损下辐照PC时的平均非晶化径迹半径和炔基形成半径,并用热峰模型对实验结果进行了检验.     

Ar离子辐照PET膜引起的表面结构和组分变化研究

用35MeV/u的Ar离子室温下辐照多层堆叠的半晶质的聚酯（PET）膜,采用X射线衍射技术和X射线光电子谱仪分析研究了辐照引起的表面结构和组分的变化。结果表明：Ar离子辐照PET膜引起了明显的非晶化转变和化学键断裂、断裂主要发生在甲氧基和羰基功能团上,并使这两个功能团中的C和O的比分相对减少。非晶化效应和化学键断裂同时依赖于离子的照射剂量和离子在样品表面的电子能量损失、剂量越高,表面电子能量损失越大,效应就明显。同时定性地讨论了结果。     

氩离子束辐照拟南芥干种子的生物学效应

以拟南芥(Columbia生态型)为材料,利用氩离子束辐照干种子,通过对存活率、根长、下胚轴长和株高的测定来研究不同剂量的氩离子束辐照对拟南芥的生物学效应。结果显示,随着吸收剂量的增大,拟南芥的根长、下胚轴长和株高都呈现出下降趋势;但存活率在低剂量辐照时无显著变化,高剂量辐照时逐渐降低。运用随机扩增多态性DNA(Random amplified polymorphic DNA,RAPD)技术对氩离子辐照后拟南芥的DNA指纹图谱进行分析,结果表明,各个处理组和对照组之间的相似性系数在0.556~0.944之间,并且相似性系数与剂量之间没有显著相关性。对照组与处理组之间的差异体现为扩增条带数目的减少和增多以及条带亮度的不同。综合分析表明,氩离子束辐照拟南芥干种子产生显著的当代损伤效应,较高剂量下会抑制生长发育,同时引起基因组DNA一定程度的多态性变化。     

电子辐照SiGe HBT和Si BJT的直流特性分析

研究了1MeV不同剂量电子辐照前后SiGe异质结晶体管(HBT)的直流特性,并与Si双极晶体管(BJT)进行了比较。结果表明辐照后SiGe HBT的IB基本不变,Ic和β都下降;随电子辐照剂量的增加,Ic和β都减小。对si BJT而言,IB和Ic与在相同辐照剂量辐照后的SiGe HBT相比都增大很多,β下降幅度也很大。这说明SiGe HBT具有比Si BJT更好的抗辐照性能。对电子辐照后器件电学性能的变化机制进行了初步分析。     

电子射线对小麦萌发种子的辐照及诱变效应

本文报道了电子静电加速器产生的两种能量的电子射线(0.8 MeV和0.5 MeV)在小麦辐射 育种中应用的初步结果。试验表明:电子射线对小麦萌发种子的辐照后,其辐照当代的小麦植株生长上 即表现出受到抑制,其程度随剂量的增加而增加。当剂量达到1600rad时,辐照当代的存活率便明显 减少,并达到了接近于萌发种子辐照的半致死剂量水平。 从电子射线辐照的小麦M_2代发生变异分离表明,电子射线对小麦种子的诱变具有变异谱较少,变 异频率较高的效应。按穗行变异统计,其平均突变频率为3.5％,而在产生变异的穗行内,突变频率范围为 2.6～6.1％。     

PET核孔膜蚀刻速率影响因素的研究

核孔膜是通过重离子照射薄膜后进行化学蚀刻所得到的高性能过滤材料,蚀刻速率是影响高质量核孔膜制备的重要因素。本文探讨了不同蚀刻液浓度、温度以及重离子辐照能量对蚀刻速率的影响。利用140 MeV的32S离子在室温和真空条件下对4层堆叠的PET(polyethylene terephthalate)薄膜进行了辐照。在对辐照样品进行化学蚀刻期间采用电导法确定了径迹蚀刻速率Vt。结果表明:蚀刻速率与蚀刻温度呈指数相关,随蚀刻液浓度增加而线性增大;径迹蚀刻速率随能量损失率(离子能损)增大。研究确定,在入射32S能量为1.6 MeV·u-1时,NaOH浓度为1mol·L-1、蚀刻温度为85°C时最有利于形成圆柱形微孔。     

电子能损效应对材料辐照缺陷影响的理论模拟研究进展

高能粒子与靶材料相互作用主要通过核能损和电子能损两种方式损失能量。电子阻止效应和电子-声子耦合效应是体现电子能损的两种不同机制。准确模拟高能粒子的辐照损伤过程,亟须解决电子能损效应对粒子辐照损伤的影响这一关键科学问题。本文综述了几种关键结构材料在考虑电子能损效应下辐照损伤行为的最新研究进展,阐述了电子阻止效应、电子-声子耦合效应和电子热导率等对辐照缺陷的影响规律,总结了目前电子能损效应对靶材料辐照损伤的影响规律,归纳了高能粒子辐照靶材料研究中存在的问题,并对后续的研究方向进行了展望。     

高能重离子辐照制备SiOC复合材料的研究

用120 kev碳离子注入非晶SiO2薄膜,再用高能Xe、Pb和U离子辐照.注碳剂量范围为2.0×1017-8.6×1017 cm-2,高能离子辐照剂量1.0×1010-3.8×1012 cm-2.辐照后的样品用傅里叶变换红外光谱仪进行系统分析.实验结果显示,高能离子辐照在注碳非晶SiO2薄膜中形成了大量的Si-O-C键和Si-C键.这些Si-O-C结构具有环链、开链和笼链等多种结构形式.随电子能损、辐照剂量或者沉积能量密度的增加,SiOC结构由类笼向环/开链结构演化.对高能重离子驱动产生SiOC结构的机理进行了简单的讨论.     

重离子辐照模拟的实验验证(英文)

采用正电子湮没寿命技术研究了等效剂量的5.28×1016cm-2 85 MeV氟离子和3×1020cm-2En≥1 MeV中子辐照的α-Al2O3中产生的辐射损伤及其细致的热退火行为。实验结果表明重离子辐照的α-Al2O3中的正电子湮没寿命及其强度与中子辐照的α-Al2O3中的完全符合,从实验上验证了重离子辐照可以很好地模拟中子(质子)的辐照。     

Xe23+离子辐照Al2O3的光谱特性

本工作研究460 keV、3 MeV和308 MeV Xe23 辐照Al2O3单晶样品的光致发光特性.从经过460 keV Xe23 辐照后样品的光致发光测试结果可看到,波长为380、413和450 nm的发光峰明显增强,在390和564 nm处出现了新的发光峰.从3 MeV的Xe23 辐照后样品谱的变化可看到,在较低剂量条件下,516 nm(2.4 eV)和564 nm(2.2 eV)处的发光峰随辐照剂量增加而增强,且当剂量增到1×1016 cm-2时,564 nm处的发光峰消失,只有516 nm(2.4 eV)处的发光峰较强.从308 MeV Xe23 辐照后样品的光致发光谱中可看到,357 nm(3.47 eV)和516 nm(2.4 eV)处的发光峰随着剂量增加明显增强.辐照后样品的FTIR谱显示:波数在460～510 cm-1和630 cm-1附近的吸收是Al2O3振动模式,经离子辐照后,吸收带展宽;1 000～1 300 cm-1间为Al-O-Al桥氧键的伸缩振动模式,高能辐照后的吸收带向低波数方向移动.     

高能Ar离子辐照PET膜引起的表面改性研究

采用傅立叶转换的红外光吸收技术在反射方式下分析研究了35MeV/u Ar离子辐照半晶质PET膜引起的表面改性及其对吸收剂量的依赖性。结果表明，辐照导致PET膜中与晶态区域相关的吸收带强度随吸收剂量增加普遍减弱，而与非晶区域相关的吸收带强度随吸收剂量增加逐渐增加，表明辐照使PET膜发生了非晶化转变。化学键断裂主要发生在苯环的对位和酯的C－O键上，而苯环的基本结构在整个辐照过程中变化较小。非晶化效应和化学键断裂同时依赖于离子的照射剂量和样品表面的电子能量沉积。此外，在约5．0MGy以上的吸收剂量，辐照还引起了炔端基团的形成，炔端基团浓度随吸收剂量的增加显著增加。对实验结果进行了定性解释。     

不同能量和注量电子辐照对InP HEMT材料电学特性影响

本文采用气态源分子束外延法(GSMBE)制备了匹配型InGaAs/InAlAs磷化铟基高电子迁移率器件(InP HEMT)外延结构材料。针对该外延结构材料开展了不同能量和注量电子束辐照试验,测试了InP HEMT外延结构材料二维电子气（2DEG）辐照前后的电学特性,获得了辐照前后InP HEMT外延材料二维电子气浓度和迁移率归一化退化规律,分析了不同能量和注量电子束辐照对外延材料电学特性的影响。结果发现：在相同辐照注量2×1015 cm-2条件下,电子束辐照能量越高,InP HEMT外延材料电学特性退化越严重;15 MeV电子束辐照时,当辐照注量超过4×1014 cm-2后,外延材料电学特性开始明显退化,当电子辐照注量达到3×1015 cm-2后,外延材料电学特性退化趋势减弱趋于饱和。产生上述现象原因如下：电子束与材料晶格发生能量传递,产生非电离能损(NIEL),破坏晶格完整性,高能量电子束具有较高的非电离能损,会产生更多的位移损伤缺陷,导致InP HEMT外延材料电学特性更严重退化;InP HEMT外延材料电学特性主要受沟道InGaAs/InAlAs异质界面能带结构和各种散射过程影响,随着电子辐照注量的增加,位移损伤剂量增大,辐射损伤诱导缺陷会在沟道异质界面处集聚直至饱和。     

双极运算放大器在不同电子能量下的辐射效应和退火特性

介绍了LM837双极运算放大器分别在不同能量（1。8、1 MeV）不同束流、相同能量不同束流电子辐照环境中的响应特性及变化规律。分析了不同偏置状态下其电离辐照敏感参数在辐照后3种退火温度（室温,100、125 ℃）下随时间的变化,并讨论了引起电参数失效的机理。结果表明：与1 MeV 辐照相比,1。8 MeV电子辐照引起的LM837辐射损伤更明显;辐照过程中正偏条件下的偏置电流变化较零偏时的稍大;LM837辐照后的退火行为与温度有较大的依赖关系,而这种关系与辐照感生的界面态密度增长直接相关。     

1.23 GeV Fe离子在C60薄膜中形成潜径迹的Raman谱分析

用能量为1.23GeV的快Fe离子辐照了多层堆叠的C60薄膜。用Raman散射技术分析了快Fe离子在C60薄膜中由强电子激发引起的效应，主要包括辐照引起C60分子的聚合及其高温、高压相（HTHP）的形成，和在高电子能损下C60晶体点阵位置上的C60分子向非晶碳的转变。由此演绎出了快Fe离子在C60薄膜中的损伤截面或潜径迹截面σ和潜径迹的半径心，及其随沉积在电子系统中的能量密度的变化而变化的规律。