使用拉曼光譜和透射電鏡等分析手段研究了高能快重離子輻照對(duì)ZnO單晶內(nèi)部結(jié)構(gòu)特性的影響。結(jié)果表明,經(jīng)過(guò)快重離子輻照后,在ZnO單晶的拉曼光譜中出現(xiàn)了兩個(gè)新的振動(dòng)吸收峰。采用不同軸向的拉曼入射光表征方法,證實(shí)了位于576 cm-1的振動(dòng)吸收峰與氧空缺位(V0)密切相關(guān)。經(jīng)離子輻照后透射電鏡圖像顯示出現(xiàn)了許多間隙原子、空位和位錯(cuò)等缺陷,而電子衍射圖表明試樣沒(méi)有出現(xiàn)明顯的非晶化。這個(gè)結(jié)果表明,較高的能量和輻照劑量對(duì)氧化鋅的整體結(jié)構(gòu)和性能幾乎沒(méi)有影響,也充分證明ZnO單晶具有良好的抗輻照性能。

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【部分圖文】：

圖1 拉曼入射光沿晶體z軸方向56Fe21+離子輻照和非輻照氧化鋅單晶的拉曼光譜

圖1給出了未輻照和350MeV56Fe21+離子輻照的ZnO單晶的拉曼光譜。在拉曼測(cè)量中，入射光和散射光沿z軸方向傳播(<0001>軸方向)。圖中相關(guān)的分子振動(dòng)表示活性拉曼模式，紅色箭頭指定原子運(yùn)動(dòng)的主導(dǎo)方向。圖中最低端的黑線(xiàn)是未輻照Z(yǔ)nO單晶的拉曼光譜。從譜線(xiàn)可以清楚地看出，....

圖2 劑量為1×1014 ions/cm2 56Fe21+離子輻照后沿離子入射方向[0001]不同深度處拉曼入射光和散射光垂直于ZnO單晶z軸[0001]方向的拉曼光譜

圖3給出了高分辨電子顯微鏡下1×1014ions/cm256Fe21+離子輻照Z(yǔ)nO單晶后沿56Fe21+離子入射深度方向不同深度(距離試樣表面2、10、25、32mm)的照片。從圖3可以看出，56Fe21+離子輻照后原子排列發(fā)生了一系列變化，產(chǎn)生了包括間隙原子、位錯(cuò)、空位等缺....

圖3 1×1014 ions/cm2 56Fe21+離子輻照后樣品中沿離子的入射方向在不同深度處的圖像和電子衍射光斑

ZnO晶體中的鋅原子和氧原子形成一個(gè)簡(jiǎn)單的六角形晶格，每個(gè)原始細(xì)胞由四個(gè)原子兩個(gè)ZnO分子單元組成。有八個(gè)光學(xué)振動(dòng)模式在Γ點(diǎn)的布里淵區(qū)中心，可表示為Γopt=A1+2B1+E1+2E2[15]。A1和E1是極化晶格振動(dòng)模式，是具有拉曼和紅外活性的光學(xué)振動(dòng)模式。由于傳播方向垂直于Z....

本文編號(hào)：4035330