氘在钨中的滞留和晶格损伤专家讲座.pptx

氘在钨中滞留和晶格损伤摘要1.1.用用SIMSSIMS（二二次次离离子子质质谱谱）和和 RGA RGA（残残余余气气体体分分析析）研研究究氘氘离离子子和和氘氘分分子子在在单单晶晶钨钨（在在300k300k用用6kev6kev氘氘离离子子注注入入）中深度分布。中深度分布。2.2.用用NRANRA（核核反反应应分分析析）和和RBSRBS结结合合离离子子束束沟沟道道技技术术研研究究氘氘和和晶晶格格损损伤伤在在单单晶晶钨钨（在在300k300k用用10kev10kev氘氘离离子子注注入入）中中分分布。布。3.3.最少有两种类型缺点造成了氘被俘获：最少有两种类型缺点造成了氘被俘获：在注入区域形成了氘分子泡在注入区域形成了氘分子泡在距表面远超在距表面远超1 1mm区域形成位错俘获了氘原子。区域形成位错俘获了氘原子。氘在钨中的滞留和晶格损伤专家讲座第1页1.introduction在辐照期间对钨中微观结构演化研究表明，假如氢离子能量低于阈值能量话，不会观察到什么结果。假如能量更高，在室温下就会形成位错环和好氢泡。而且伴随辐照温度升高，位错环出现地方氢流量会增加，位错环饱和度会减小。在873k以及更高温度时候，在单晶钨中就只能观察到一些好氢泡，不过在多晶钨里面，氢泡和位错环都能够观察到。氘在钨中的滞留和晶格损伤专家讲座第2页2.Experimental2.1 SIMS/RGA 所用样品为纯度99.99wt%厚度0.6-0.7mm单晶钨薄片在300k温度下，用12kev （6kev D离子）注入到单晶钨中。离子通量密度是（4.5-4.7）。在分析氘滞留量之前先对薄片表层进行电化学抛光，在抛光前后称量样品重量，然后估算出被刻蚀深度。在注入氘离子和电化学抛光之后，用SIMS和RGA取得氘在近表层浓度。氘在钨中的滞留和晶格损伤专家讲座第3页2.2 离子束分析所用材料为纯度99.99wt%厚度1.5mm厚薄片，样品表面与晶面平行。在300k温度下，用30kev （10kevD离子）注入，之后用1MeV 离子轰击产生离子和质子，然后得到氘深度分布。之后用RBS结合离子束沟道技术研究晶格缺点。氘在钨中的滞留和晶格损伤专家讲座第4页3.Results氘在钨中的滞留和晶格损伤专家讲座第5页氘原子迁移远超出了离子注入区域。当流量超出一定值时候，就形成了氘分子，而且这些氘分子滞留在注入区域。伴随流量增加，氘分子浓度比氘原子浓度增加要快得多。氘在钨中的滞留和晶格损伤专家讲座第6页N N是缺点浓度，是缺点浓度，是缺是缺点去沟道因子（对于不点去沟道因子（对于不一样类型缺点，一样类型缺点，不不一样）一样）NN是单位深度去沟道是单位深度去沟道概率。概率。依据依据 =推测出氘泡去沟道因子推测出氘泡去沟道因子与能量无关，位错去沟与能量无关，位错去沟道因子与道因子与 相关。而相关。而且位错浓度随深度增加且位错浓度随深度增加而升高。而升高。氘在钨中的滞留和晶格损伤专家讲座第7页4.Discussion and conclusions在300k温度下，用6kevD离子注入单晶钨会造成D原子迁移到离表面几微米区域。而且会以氘分子形式聚集。最少有两种类型缺点俘获了氘。一个是填满氘分子氘泡，一个是捕捉氘原子位错。氘泡在近表面处产生高压是离子非注入区产生位错原因。氘在钨中的滞留和晶格损伤专家讲座第8页