Impulzni ionski žarki razkrivajo nelinearnost sevalne napake v silicijevem karbidu

Poste à souder par points (soudure de Piles LITHIUM etc.) SUNKKO 737G (pulse spot welder) (Julij 2019).

Anonim

Znanstveniki na področju materialov v Nacionalnem laboratoriju Lawrence Livermore (LLNL) so naredili korak bližje razumevanju dinamike interakcije v defektu v silicijevem karbidu.

Ko energijski delec, kot je nevtron ali ion, naleti na material, delec prodre in ustvari pomike s balističnimi procesi, ki potrjujejo atome mrežastih mrež iz ravnovesnih položajev. Ti udarni atomi imajo pogosto kinetično energijo, ki je dovolj visoka, da zamenja druge bližnje atome. Posledično se po ionski poti oblikuje kaskada atomskih premikov.

Energijski ioni z različnimi masami ustvarjajo kaskade trka z različnimi gostotami premikov. Težki ioni ustvarjajo gosto kaskado trkov, medtem ko se kaskade, ki jih proizvajajo lahki ioni in nevtroni, razredčijo z veliko večjimi povprečnimi razdaljami med pomiki v vsakem kaskadi.

Take kaskadne gostote niso le intelektualna radovednost. Za številne nekovinske materiale gostota kaskad trčenja določa, kako zlahka se material poškoduje zaradi obsevanja. Vendar pa so učinki gostotnih kaskadnih gostot na dinamiko motenj sevanja ostali v bistvu neraziskani. Dinamika sevalnih napak je na splošno še vedno ena od najbolj zapletenih, slabo razumljivih in zelo razpravljanih tem v skupnosti za škodo s sevanjem.

Silicijev karbid se uporablja za napajanje elektronskih naprav, kot je tranzistor, ki delujejo pri visokotemperaturni in visokonapetostni. Poleg tega je bil silicijev karbid raziskan glede na izvedljivost kot obloga jedrskega goriva.

V študiji, objavljeni v izdaji znanstvenih poročil 17. marca, je ekipa iz LLNL in Texas A & M University uporabila nedavno razvit način impulznega ionskega žarka, da bi raziskala, kako vpliva na sevanje v silicijevem karbidu vplivala gostota kaskad kolizije. Silicijev karbid je jedrska keramika in širokopasovni polprevodniški material. Ekipa je sistematično proučila dinamiko napak sevanja v silicijevem karbidu, bombardiranem z različnimi ioni, ki ustvarjajo kaskade trka z gostotami v širokem razponu. Raziskovalci so uporabljali impulzne ionske žarke za merjenje življenjske dobe mobilnih napak in razvili novo metodo za izračun kaskadnih gostot.

Ekipa je ugotovila, da zgoščevalni trki ne povzročajo le več škode, temveč se razvijejo precej počasneje kot razredčene kaskade. Njihovo delo je prva demonstracija, da je poleg stopnje odmerka dinamika interakcije napak v silicijevem karbidu močno odvisna od gostote kaskade.

"Ta študija je še en primer, kako lahko razvoj novih eksperimentalnih metod pomaga pri boljšem razumevanju osnovnih procesov poškodb sevanja, " je povedal LLNL znanstvenik L. Bimo Bayu Aji, glavni avtor časopisa.

"To delo kaže, da se pričakuje, da bo silicijev karbid drugače poškodoval v sevalnih okoljih, za katera so značilni različni nevtronski tokovi in ​​energije, in da mora vsak resnično napovedno modeliranje poškodb sevanja vključevati dinamiko interakcije napak, " je povedal Sergei Kucheyev, vodja projekta LLNL.

menu
menu