分子动力学模拟单晶硅的辐照位移损伤

发布时间：2023-03-05 16:02

　　辐射环境下材料的辐照位移损伤行为是影响电子器件性能的关键因素之一,通过辐照产生的点缺陷会经过长时间的积累和演化,会对材料的宏观力学与电学性能造成严重的影响,最终导致材料的电学性能改变。所以研究材料的辐照损伤过程及影响辐照的因素,对指导设计制造抗辐照材料具有重要的意义。本文通过分子动力学模拟研究了硅在辐照损伤初级阶段的级联碰撞过程,以及不同因素对辐照过程中产生的点缺陷和团簇的影响。本论文使用的是LAMMPS(Large-scale Atomic Molecular Massively Parallel Simulator)模拟软件,并且对现有的Tersoff势函数进行了改进,在短程作用中加入了适合级联碰撞模拟的ZBL(Ziegler–Biersack–Littmark)势函数。后使用改进后的势函数研究了以Si原子作为初级级碰撞原子PKA(Primary Knock-on Atom,PKA)入射单晶硅的位移损伤机理。主要工作及结论如下:(1)研究了单晶硅中的辐照损伤过程。选用硅原子作为PKA,在室温下模拟了中子入射到单晶硅中引起的辐照位移损伤现象。结果表明:在单晶硅材料中,中子入射造成的辐...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
    1.3 本文主要工作
第2章 辐照损伤与分子动力学方法
    2.1 辐照损伤
        2.1.1 辐照效应
        2.1.2 级联碰撞
    2.2 分子动力学方法
        2.2.1 基本原理
        2.2.2 原子势函数
        2.2.3 模拟系综
        2.2.4 积分算法
        2.2.5 边界条件
        2.2.6 点缺陷的识别
    2.4 本章小结
第3章 硅的辐照位移损伤分子动力学模拟
    3.1 计算条件设置
        3.1.1 单晶硅模拟构型
        3.1.2 模拟时间步长
    3.2 结果分析与讨论
        3.2.1 单晶硅级联碰撞过程
        3.2.2 温度对硅级联碰撞的影响
        3.2.3 PKA能量对硅级联碰撞的影响
        3.2.4 应变对硅级联碰撞的影响
    3.3 本章小结
第4章 结论与展望
    4.1 论文工作总结
    4.2 展望
参考文献
作者攻读学位期间的科研成果
致谢



本文编号：3756500