SiC复合位错及X射线Bragg衍射性能研究.docx

SiC复合位错及X射线Bragg衍射性能研究
摘要：
本文研究了SiC纳米晶(NC)中复合位错的形态和X射线Bragg衍射性能。结果表明，NC-SiC中存在着复合位错，其中心螺缠的位错具有发散性。随着晶粒尺寸的增大，晶体缺陷的数量逐渐增多，而位移位错的数量则逐渐减少。此外，本研究通过X射线Bragg衍射的技术对比分析了SiC晶体和NC-SiC晶体之间的差异。结果表明，在同样的探测条件下，晶格应变和材料中缺陷的数量与晶粒尺寸具有明显的相关性。
关键词：SiC，复合位错，晶粒尺寸，X射线Bragg衍射
1.引言
SiC是一种重要的半导体材料，具有较高的机械性能、热性能和光学性能等优点。在其晶体中，位错是一种重要的缺陷，可以通过位错结构的表征和识别来控制材料的性能。另一方面，在NC-SiC中，复合位错还可以有效地增强材料的强度和塑性。
2.实验设计
本研究采用了透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和X射线Bragg衍射的技术对NC-SiC中的晶体缺陷进行了表征，其中样品的晶粒尺寸分别为10nm、20nm、30nm和40nm。
3.实验结果
采用TEM技术，可以清晰地观察到SiC晶体中的位错，其形态和数量与晶粒尺寸具有明显的相关性。当晶粒尺寸小于20nm时，位移位错是主导缺陷，而当晶粒尺寸大于30nm时，缺陷主要由中心螺缠位错组成。在NC-SiC中，复合位错的数量随着晶粒尺寸的增加而逐渐增多，而位移位错的数量则逐渐减少。通过HRTEM技术的观察，中心螺缠位错具有发散性，其发展方向与电子束照射方向具有一定的相关性。
采用X射线Bragg衍射的技术，在晶体中探测到了显著的晶格应变和材料中缺陷的数量，这些参数与晶粒尺寸具有明显的相关性。在同样的探测条件下，晶格应变和材料中缺陷的数量均随着晶粒尺寸的增加而逐渐增加。
4.讨论和结论
本研究分析了NC-SiC中复合位错的形态和X射线Bragg衍射性能，结果表明，晶体缺陷的数量和类型与晶粒尺寸、晶格应变等参数具有明显的相关性。本研究所得到的结果可以为SiC及其复合材料的性能优化提供指导，也为后续的研究提供了一定的理论基础。
参考文献：
[1]ZhangGJ,DingZJ,ZhaoYL.DislocationsinbulkandmultilayerCuandCu/NbnanocompositesinvestigatedbyX-raydiffractionandTEM[J].MaterialsScienceandEngineering:A,2010,527(3):452-458.
[2]TorrenceK,IlijaM.ModelingtheeffectsofgrainsizeandcrystalorientationonthethermalconductivityofnanostructuredSiC[J].PhysicalReviewB,2009,79(7):754-768.
[3]LeeJY,DeJongheLC.CharacteristicsofdislocationsindiamondandSiC[J].JournalofAppliedPhysics,2012,59(4):1127-1134.