高温辐照下硅碳薄膜中快速重离子轨迹形成机制
材料科学
2026-05-01 v2
摘要
已知在约1000 K以下的温度进行快速重离子(SHI)辐照不会在硅碳bulk材料中产生结构性损伤。然而,硅碳薄膜厚度对SHI轨迹形成与结构在宽范围辐照温度下的影响尚未探讨。为填补这一空白,本文采用一种敏感于辐照温度的模型,以刻画离子轨迹形成的所有阶段:从考虑薄膜表面激发电子发射的材料激励过程(MC代码TREKIS-3),到材料原子系统对激励的反应(经典分子动力学)。我们观察到在710 MeV Bi离子冲击后,厚度从10 nm至100 nm的硅碳薄膜表面出现两种不同的纳米结构:坑洞和丘陵。从丘陵向坑洞的转化随辐照温度而发生,该转化温度随薄膜厚度增加而提升,最终趋近于bulk硅碳表面的约1534±100 K。
引用
@article{arxiv.2507.14574,
title = {Swift heavy ion track formation in SiC films under high-temperature irradiation},
author = {D. I. Zainutdinov and A. E. Volkov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.14574},
year = {2026}
}