快重离子辐照对氧化锌材料内部结构特性的影响

发布时间：2025-03-15 06:42

　　 使用拉曼光谱和透射电镜等分析手段研究了高能快重离子辐照对ZnO单晶内部结构特性的影响。结果表明,经过快重离子辐照后,在ZnO单晶的拉曼光谱中出现了两个新的振动吸收峰。采用不同轴向的拉曼入射光表征方法,证实了位于576 cm-1的振动吸收峰与氧空缺位(V0)密切相关。经离子辐照后透射电镜图像显示出现了许多间隙原子、空位和位错等缺陷,而电子衍射图表明试样没有出现明显的非晶化。这个结果表明,较高的能量和辐照剂量对氧化锌的整体结构和性能几乎没有影响,也充分证明ZnO单晶具有良好的抗辐照性能。

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【部分图文】：

图1 拉曼入射光沿晶体z轴方向56Fe21+离子辐照和非辐照氧化锌单晶的拉曼光谱

图1给出了未辐照和350MeV56Fe21+离子辐照的ZnO单晶的拉曼光谱。在拉曼测量中，入射光和散射光沿z轴方向传播(<0001>轴方向)。图中相关的分子振动表示活性拉曼模式，红色箭头指定原子运动的主导方向。图中最低端的黑线是未辐照ZnO单晶的拉曼光谱。从谱线可以清楚地看出，....

图2 剂量为1×1014 ions/cm2 56Fe21+离子辐照后沿离子入射方向[0001]不同深度处拉曼入射光和散射光垂直于ZnO单晶z轴[0001]方向的拉曼光谱

图3给出了高分辨电子显微镜下1×1014ions/cm256Fe21+离子辐照ZnO单晶后沿56Fe21+离子入射深度方向不同深度(距离试样表面2、10、25、32mm)的照片。从图3可以看出，56Fe21+离子辐照后原子排列发生了一系列变化，产生了包括间隙原子、位错、空位等缺....

图3 1×1014 ions/cm2 56Fe21+离子辐照后样品中沿离子的入射方向在不同深度处的图像和电子衍射光斑

ZnO晶体中的锌原子和氧原子形成一个简单的六角形晶格，每个原始细胞由四个原子两个ZnO分子单元组成。有八个光学振动模式在Γ点的布里渊区中心，可表示为Γopt=A1+2B1+E1+2E2[15]。A1和E1是极化晶格振动模式，是具有拉曼和红外活性的光学振动模式。由于传播方向垂直于Z....

本文编号：4035330