高旭东 杨得草 魏雯静 李公平

(兰州大学核科学与技术学院,兰州 730000)

电子辐照在材料中产生的缺陷主要是相互独立的空位-间隙原子对,由于不同靶原子的离位阈能不同,通过改变电子束的能量可以调控在材料中产生的缺陷类型,同时,电子的注量又可以决定电子辐照产生的缺陷的浓度.ZnO和TiO2的磁光电特性受Zn 空位、Ti 空位、O 空位、Zn 间隙原子、Ti 间隙原子等缺陷的影响,因此可以通过电子辐照的方法在ZnO和TiO2中产生不同浓度的各类缺陷进而研究缺陷对材料磁光电特性的影响.本文利用MCNP5 程序结合蒙特卡罗辅助经典(MCCM)算法模拟计算了不同能量的点源电子束及面源电子束在纤锌矿ZnO和金红石TiO2中产生的辐照损伤(dpa)的大小及分布.计算结果表明,点源电子束在样品内部产生的dpa 随着入射深度的增加先增大后减小,而在横向方向很快衰减;面源电子束产生的辐照损伤在样品内部随着入射深度的增加同样呈现先增加后减小的趋势,同时dpa 的最大值与电子束能量呈二次函数的关系;电子束能量沉积的计算结果表明,能量沉积区域的大小与电子束能量密切相关,同时随着电子束能量的增加,能量沉积最大值出现的位置逐渐向样品内部移动,整个能量沉积区域具有前倾的趋势.

1 引言

以半导体材料为基础的集成电路是现代工业、信息等产业的基石,但随着摩尔定律驱动的硅材料的技术路径快速接近物理极限,半导体产业亟需转变发展……