Радиация
<<  Радиационное влияние Радиационный мониторинг  >>
Радиационная стойкость наноструктур
Радиационная стойкость наноструктур
Ключевые вопросы
Ключевые вопросы
Что обычно понимают под радиационной стойкостью
Что обычно понимают под радиационной стойкостью
К модели радиационной стойкости нанокристаллических материалов
К модели радиационной стойкости нанокристаллических материалов
Пористый кремний
Пористый кремний
Пористый фосфид галлия
Пористый фосфид галлия
Нанокристаллический кремний в аморфной матрице SiO2
Нанокристаллический кремний в аморфной матрице SiO2
Аморфизация монокристаллического Ge в матрице SiO2
Аморфизация монокристаллического Ge в матрице SiO2
Аморфизация монокристаллического Ge в матрице SiO2
Аморфизация монокристаллического Ge в матрице SiO2
Многослойные пленочные структуры Cu-Nb
Многослойные пленочные структуры Cu-Nb
Многослойные пленочные структуры Cu-Nb
Многослойные пленочные структуры Cu-Nb
Рентгеноструктурный анализ облученных образцов пористого кремния
Рентгеноструктурный анализ облученных образцов пористого кремния
Рентгеноструктурный анализ облученных образцов пористого кремния
Рентгеноструктурный анализ облученных образцов пористого кремния
Рентгеноструктурный анализ облученных образцов пористого кремния
Рентгеноструктурный анализ облученных образцов пористого кремния
ИК-спектроскопия облученных образцов
ИК-спектроскопия облученных образцов
ИК-спектроскопия облученных образцов пористого кремния
ИК-спектроскопия облученных образцов пористого кремния
Заключение
Заключение

Презентация: «Радиационная стойкость наноструктур». Автор: SELIGER. Файл: «Радиационная стойкость наноструктур.ppt». Размер zip-архива: 3310 КБ.

Радиационная стойкость наноструктур

содержание презентации «Радиационная стойкость наноструктур.ppt»
СлайдТекст
1 Радиационная стойкость наноструктур

Радиационная стойкость наноструктур

Герасименко Н.Н., Медетов Н.А., Смирнов Д.И., Мамайкин А.В.

Московский государственный институт электронной техники (технический университет), Москва, Зеленоград mailto: rmta@miee.ru тел.: (499) 734-30-11

2 Ключевые вопросы

Ключевые вопросы

Предмет исследования радиационной стойкости Радиационная стойкость различных классов наноматериалов и структур. Нанокристаллические и нанопористые материалы Феноменологическая модель радиационной стойкости нанокристаллических материалов. Роль размерного фактора. Явления на границах нанообъектов (поверхностная энергия, тянущие поля упругих напряжений и пр.)

2

3 Что обычно понимают под радиационной стойкостью

Что обычно понимают под радиационной стойкостью

Стойкость по отношению к скорости введения радиационных структурных нарушений: скорость накопления объектом вводимых дефектов незначительна; восстанавливает свою структуру после или во время радиационного воздействия, например, происходит самозаживление (self-healing) углеродных нанотрубок при достаточно высоких температурах. Неизменность по отношению к деградации функциональных параметров наноструктурных элементов. например, незначительная деградация фото- и электролюминесценции квантовых точек A3B5 под облучением.

3

4 К модели радиационной стойкости нанокристаллических материалов

К модели радиационной стойкости нанокристаллических материалов

[Герасименко Н.Н., Смирнов Д.И. // Нано- и микросистемная техника, 2008. - № 9. - С. 2-11]

4

5 Пористый кремний

Пористый кремний

Спектры рамановского рассеяния для c-Si (a) и por-Si (b). 1 — исходные образцы; 2–4 — после облучения Ar+ 300 кэВ дозами 5·1014, 2 · 1015, 1 · 1016 см-2 соответственно.

Нанопористые слои Si демонстрируют повышенную радиационную стойкость по сравнению с c-Si

Спектры рамановского рассеяния слоев por-Si - наложение линий рассеяния от объемных фононов, колебаний в нанокристаллах и аморфной фазы.

[В.В. Ушаков, В.А. Дравин, Н.Н. Мельник и др. // ФТП, 1997. – Т. 31. - № 9. - С. 1126]

5

6 Пористый фосфид галлия

Пористый фосфид галлия

В отличие от нанопористого кремния por-GaP не обнаруживает повышенной радиационной стойкости: por-GaP имеет не нано-, а мезопористую структуру.

Спектры фотолюминесценции c-GaP (a) и por-GaP (b), облученных различными дозами ионов Ar и отожженных при 720°C. Дозы облучения, см-2: 2 — 5 · 1014, 3 — 1 · 1015, 4 — 5 · 1015. 1 — спектры исходных образцов.

[В.В. Ушаков, В.А. Дравин, Н.Н. Мельник и др. // ФТП, 1998. – Т. 32. – № 8]

6

7 Нанокристаллический кремний в аморфной матрице SiO2

Нанокристаллический кремний в аморфной матрице SiO2

Спектры ФЛ слоев SiO2 c нанокристаллами Si до (1) и после облучения ионами He+ дозами, см-2: 2 - 3 ? 1012, 3 - 1 ? 1013, 4- 3 ? 1013. Спектр 5 – после облучения слоя чистого SiO2 ионами He+ дозой 1?1015 см-2.

По мнению авторов, раннее гашение фотолюминесценции и аморфизация происходят благодаря взаимодействию генерируемых подвижных дефектов с поверхностью нанокристаллов.

См. также [С. Романов, Л. Смирнов. О взаимодействии точечных дефектов с границей раздела Si – SiO2 //ФТП, 1976. - Т. 10. - № 5. - С. 876-881]

[Г.А. Качурин, С.Г. Яновская, M.-O. Ruault и др. // ФТП, 2000. - Т. 34. - № 8. - С. 1004-1009]

7

8 Аморфизация монокристаллического Ge в матрице SiO2

Аморфизация монокристаллического Ge в матрице SiO2

Сравнение доз аморфизации для nc-Ge и c-Ge (данные EXAFS). По мнению авторов, меньшая доза аморфизации nc-Ge по сравнению с c-Ge связана с влиянием внешнего аморфизированного слоя Ge на границе с a-SiO2 на весь объем нанокристаллита вплоть до размеров кристаллита ~10 нм.

[F. Djurabekova, M. Backman, K. Nordlund // Nucl. Inst. and Meth. in Phys. Res., B 266 (2008) 2683]

8

9 Аморфизация монокристаллического Ge в матрице SiO2

Аморфизация монокристаллического Ge в матрице SiO2

a)

b)

Моделирование процесса облучения nc-Ge (4 нм) в a-SiO2. a – До облучения, b – после облучения, эквивалентного образованию ПВА с энергией 0,1 кэВ.

[F. Djurabekova, M. Backman, K. Nordlund // Nucl. Inst. and Meth. in Phys. Res., B 266 (2008) 2683]

9

10 Многослойные пленочные структуры Cu-Nb

Многослойные пленочные структуры Cu-Nb

Многослойные пленочные структуры Cu-Nb, полученные напылением, толщина отдельного слоя 2.5, 5, 40, 100 нм. Облучение данных структур при комнатной температуре ионами гелия с энергией 33, 150 кэВ, доза 6*1016 – 1.5*1017 см-2. При толщинах слоев менее 20 нм ПЭМ не выявил наличия эффекта блистеринга после облучения.

[A.Misra, M.J.Demcowicz, et al. The Radiation Damage Tolerance Of Ultra-High Strength Nanolayered Composites // JOM, 2007. – No 9.- P. 62-65]

10

11 Многослойные пленочные структуры Cu-Nb

Многослойные пленочные структуры Cu-Nb

Моделирование

Энергия формирования точечных дефектов (вакансий) на границе раздела нанокомпозита Cu-Nb намного меньше, чем в монокристаллическом материале. Интерфейс является эффективной областью стока подвижных радиационных дефектов.

[A.Misra, M.J.Demcowicz, et al. The Radiation Damage Tolerance Of Ultra-High Strength Nanolayered Composites // JOM, 2007. – No 9.- P. 62-65]

11

12 Рентгеноструктурный анализ облученных образцов пористого кремния

Рентгеноструктурный анализ облученных образцов пористого кремния

Доза P+ 3·1013 см-2 Энергия 80 кэВ Дифракционный пик Si(004) Размер кристаллитов ~10 нм

Красн. – До облучения син. – После

c-Si(004)

por-Si(004)

12

13 Рентгеноструктурный анализ облученных образцов пористого кремния

Рентгеноструктурный анализ облученных образцов пористого кремния

Доза P+ 3·1013 см-2 Энергия 80 кэВ Дифракционный пик Si(004) Размер кристаллитов ~40 нм

Красн. – До облучения син. – После

c-Si(004)

por-Si(004)

13

14 Рентгеноструктурный анализ облученных образцов пористого кремния

Рентгеноструктурный анализ облученных образцов пористого кремния

Доза P+ 3·1013 см-2 Энергия 80 кэВ Дифракционный пик Si(004) - окисленный пористый кремний. Наличие растягивающих напряжений ? ~ 1 ГПа Размер кристаллитов ~50 нм

Красн. – До облучения син. – После

c-Si(004)

por-Si(004)

14

15 ИК-спектроскопия облученных образцов

ИК-спектроскопия облученных образцов

ИК-спектры поглощения образцов: Размер кристаллитов ~10 нм (верхн.) Размер кристаллитов ~40 нм (нижн.) красн. – до облучения син. – после

15

16 ИК-спектроскопия облученных образцов пористого кремния

ИК-спектроскопия облученных образцов пористого кремния

ИК-спектр поглощения образца окисленного пористого кремния (размер кристаллитов ~50 нм). красн. – до облучения син. – после

16

17 Заключение

Заключение

Наноматериалы и наноструктуры, а также приборы на их основе, демонстрируют повышенную радиационную стойкость по сравнению с традиционными материалами. Показано, что одну из главных ролей в механизмах радиационной стойкости играют эффекты размерной локализации, а также эффекты на границе раздела нанообъекта с внешней средой. Предложена модель радиационной стойкости по отношению к неизменности структуры для нанокристаллов и нанопористых материалов, основанная на механизме образования радиационных дефектов, связанных с появлением и аннигиляцией ближних пар Френкеля в ограниченном объеме нанокристаллита. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

17

«Радиационная стойкость наноструктур»
http://900igr.net/prezentacija/obg/radiatsionnaja-stojkost-nanostruktur-243839.html
cсылка на страницу
Урок

ОБЖ

59 тем
Слайды
900igr.net > Презентации по ОБЖ > Радиация > Радиационная стойкость наноструктур