中子輻照6H-SiC的光學性質(zhì)及缺陷分析.pdf

1、作為第三代寬帶隙半導體材料，SiC具有極強的抗輻射性能，在航空航天、核能開發(fā)等方面具有非常明朗的應(yīng)用前景。輻照條件下，SiC晶體中引入大量缺陷，其晶體結(jié)構(gòu)、力學性能、電學性能、光學性能、熱學性能等都將發(fā)生變化，在應(yīng)用過程中將會產(chǎn)生相當大的影響。因此，研究輻照條件下SiC晶體性質(zhì)的變化是非常必要的。退火可以使輻照產(chǎn)生的缺陷演化消失，使得晶體的力、熱、光、電等性質(zhì)回復，是研究輻照條件下晶體性能的一種不可或缺的手段。本文通過高分辨率透射電子顯

2、微鏡、紫外-可見-近紅外吸收透射譜、光致發(fā)光譜等手段研究了1.67×1020n/cm2劑量下中子輻照6H-SiC晶體的光學性質(zhì)的變化，得到的研究成果如下：
　　1.經(jīng)過1.67×1020n/cm2中子劑量輻照的6H-SiC產(chǎn)生的缺陷類型主要是點缺陷及其聚集體。
　　2.中子輻照后6H-SiC的吸收增加，帶隙變窄，帶邊紅移，烏爾巴赫能量變大。隨退火溫度升高，烏爾巴赫能量變小，烏爾巴赫能量起源于缺陷引起的帶尾之間的躍遷。

3、　　3.中子輻照在6H-SiC的吸收譜近紅外區(qū)域1178nm、1410nm、1710nm處引入新的吸收峰（A峰、B峰、C峰），A、B峰的退火演化趨勢與硅空位VSi類似，將A、B峰的起源歸因于輻照產(chǎn)生的硅空位VSi。
　　4.中子輻照6H-SiC的發(fā)光特點是：輻照及輻照后1000℃退火之前的樣品并沒有出現(xiàn)發(fā)光峰，當退火高于1000℃時，出現(xiàn)了出現(xiàn)了510 nm、540 nm和575 nm三個綠色發(fā)射峰。其原因是輻照導致6H-SiC的

4、透射譜的截止波長由393 nm增大到1726 nm，隨著退火溫度的增加截止波長逐漸減小。若要檢測到發(fā)光峰的存在，輻照后SiC的截止波長應(yīng)小于該發(fā)射峰的波長。
　　5.中子輻照6H-SiC的退火有兩個階段：小于800℃退火時，樣品中主要是間隙原子、弗蘭克爾缺陷對及碳空位的遷移消失。高于800℃退火時，硅空位VSi、其缺陷締合體及其它穩(wěn)定缺陷開始在缺陷演化中起主導作用。
　　6.首次提出硅空位VSi的類鈹原子模型以此來解釋中子輻