单晶YSZ的Xe+离子辐照效应研究

向霞; 祖小涛; 张传飞; 王治国; 朱莎; 曾光廷; 霍永忠; 王鲁闽

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单晶YSZ的Xe+离子辐照效应研究

1.
电子科技大学应用物理系, 四川成都 61 0054;
2.
中国工程物理研究院核物理与化学研究所, 四川绵阳 621 900;
3.
Department of Nuclear Engineering and Radiological Sciences, University of Michigan, Ann Arbor, MI481 09

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出版历程
- 刊出日期: 2003-04-15

Study of Xe+irradiation effect on yttriastabilized zirconia single crystals

1.
Department of Applied Physics,University of Electronic Science and Technology of China,Chengdu 610054,China;
2.
Institute of Nuclear Physics and Chemistry,CAEP,Mianyang 621900,China;
3.
Department of Nuclear Engineering and Radiological Sciences,University of Michigan,Ann Arbor,MI48109,USA

摘要

摘要: 200keV Xe+离子辐照使单晶YSZ由无色透明变成紫色透明，结果表明，能量为200keV，注量为1×1017cm-22的Xe+离子辐照YSZ单晶产生的损伤高达350dpa，在损伤区产生高密度的缺陷，但仍然没有发生非晶化转变。吸收光谱测试结果表明，产生吸收带的注量阈值大约为1016cm-2。注量为1×1016cm-2和1×1017cm-2的样品，吸收带峰值分别位于522nm和497nm。光吸收带可能与Zr阳离子最近邻的氧空位捕获电子形成的F型色心和Y阳离子近邻的氧离子捕获空穴形成的V型色心有关。
- 单晶YSZ /
- 重离子辐照效应 /
- 剖面TEM /
- 吸收光谱
Abstract: A transparent yttriastabilized zirconia (YSZ) single crystal becomes purple after 200keV Xe+irradiation. Calculation of TRIM 96 shows that 200keV Xe+ ions cause peak displacement levels of ~350dpa (displacement per atom) at the depth of 30nm in a YSZ single crystal at a dose of 1×1017cm-2, and crosssectional TEM images and diffraction pattern show that there is no amorphization. Optical absorption measurements show that a broad absorption band appears at a dose of 1×1016cm-2. For the 1×1016cm-2 and 1×1017cm-2 Xe+irradiated crystals, the absorption bands are centered at 522nm and 497nm, respectively. The bands are assigned to electrons trapped at oxygen vacancies nearest to Zr cations (Ftype centers) and to oxygen ions with trap holes adjacent to yttria cations (Vtype center
- ysz single crystal /
- heavy ion irradiation /
- crosssectional tem /
- optical absorption spectrum

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