Жоғары энергиялы ауыр иондармен сәулеленген Si3N4 және AlN механикалық кернеулерді пьезоспектроскопиялық талдау

Авторлар

  • A. Zhumazhanova . Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті, Ядролық физика институтының Астана филиалы, Нұр-Сұлтан, Қазақстан http://orcid.org/0000-0002-5483-9552
  • Sh. Giniyatova Л. Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті, Нұр-Сұлтан, Қазақстан http://orcid.org/0000-0003-4990-1208
  • A. Mutali Л. Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті, Ядролық физика институтының Астана филиалы, Нұр-Сұлтан, Қазақстан; Г. Н. Флерова атындағы Ядролық реакциялар зертханасы, Біріккен ядролық зерттеулер институты, Дубна, Ресей http://orcid.org/0000-0003-2889-5785
  • A. Ibrayeva Л. Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті, Ядролық физика институтының Астана филиалы, Нұр-Сұлтан, Қазақстан; Г. Н. Флерова атындағы Ядролық реакциялар зертханасы, Біріккен ядролық зерттеулер институты, Дубна, Ресей http://orcid.org/0000-0002-3933-2251
  • V. Skuratov Г. Н. Флерова атындағы Ядролық реакциялар зертханасы, Біріккен ядролық зерттеулер институты, Дубна, Ресей «МИФИ» Ұлттық зерттеу ядролық университеті, Мәскеу, Ресей «Дубна» Университеті, Дубна, Ресей http://orcid.org/0000-0002-9016-8370
  • A. Dauletbekova Л. Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті, Нұр-Сұлтан қ., Қазақстан http://orcid.org/0000-0003-0048-0959
  • E. Korneeva Г. Н. Флерова атындағы Ядролық реакциялар зертханасы, Біріккен ядролық зерттеулер институты, Дубна, Ресей http://orcid.org/0000-0002-3637-005X
  • A. Akilbekov Л. Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті, Нұр-Сұлтан, Қазақстан http://orcid.org/0000-0001-6366-6705
  • M. Zdorovets Л. Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті, Ядролық физика институтының Астана филиалы, Нұр-Сұлтан қ., Қазақстан; Орал федералдық университеті, Екатеринбург, Ресей http://orcid.org/0000-0003-2992-1375

DOI:

https://doi.org/10.26577/RCPh.2022.v81.i2.07
        149 72

Кілттік сөздер:

кремний нитриді, алюминий нитриді, жылдам ауыр иондар, комбинациялық шашырау спектрлері, механикалық кернеулер, пьезоспектроскопия

Аннотация

Кеңістіктік ажыратылымдылығы бар Рамандық пьезоспектроскопия әдістері 1 × 1012, 2 × 1012 және 1 × 1013 см-2 флюенске дейін энергиясы 710 МэВ жоғары энергиялы висмут иондарымен сәулеленген бұл жұмысьа поликристалды кремний мен алюминий нитридтеріндегі қалдық механикалық кернеулердің профильдерін зерттеу үшін пайдаланылды. Сәулеленген Si3 N4 қабатында трек аудандарының бірнеше рет қабаттасуы есебінен иондардың жоғары флюенсі кезінде аморфизацияланған үлгі қабатының қалыңдығына сәйкес келетін тереңдікте орналасқан тректік аймақпен бөлінген түрлі белгілердің кернеу өрістері қалыптасатыны зерттеу нәтижесінде анықталды. Үлкен тереңдікте созылу кернеулері тіркелетіні көрсетілді, олардың деңгейі иондар жүгірісінің соңындағы аймақтағы максималды мәнге жететіні анықталды. Si3 N4 - тен айырмашылығы, AlN - дегі механикалық кернеулердің радиациялық - ынталандырылған өзгеру деңгейі беттік аймақты қоспағанда, сәулеленген қабаттың бүкіл қалыңдығы бойынша өлшеу қатесінің шегінде болды. Байқалатын әсер кремний мен алюминий нитридтерінің жоғары тығыздықтағы ионизация әсеріне әртүрлі құрылымдық сезімталдығымен – Si3 N4 - те аморфты латентті тректердің түзілуімен және олардың AlN-де болмауымен байланысты деген қортынды жасалды.

Библиографиялық сілтемелер

1 P.J. Withers, H.K. Bhadeshia, Mat. Sci. Technol., 17, 355-465 (2001).

2 Q. Ma, D.R. Clarke, J. Am. Ceram. Soc., 76, 1433-1442 (1993).

3 L.C. Ciacchi, G. Grеgоri, et.al, Recent Res. Devel. Applied Spectroscopy 2, 243-272 (1999).

4 N. Murari, V. Sergo, et.al, Appl. Spectrosc. 51, 1761–1765 (1997).

5 G. Pezzotti, Key Eng. Mater. 287, 438-448 (2005).

6 A. Zhumazhanova, A. Mutali, et.al, Raman, Crystals, 11, 1313 (2021).

7 S.J. Zinkle, V.A. Skuratov, D.T. Hoelzer, B Beam Interact. Mater. At. 191, 758–766 (2002).

8 A. Janse van Vuuren, A. Ibrayeva, et.al, Ceram. Int. 46, 7155–7160 (2020).

9 A. Janse van Vuuren, A. Ibrayeva, et.al, Acta Phys. Pol. A, 136, 241–244 (2019).

10 T. Kitayama, Y. Morita, et.al, Nucl Instrum Methods Phys Res B, 356, 22-27 (2015).

11 A. Janse Van Vuuren, A. Ibrayeva, et.al, M. Latent tracks of swift Bi ions in Si3N4. Materials Research Express 7, 7, 2, 025512 (2020).

12 A. Janse Van Vuuren, A. Ibrayeva, et.al., Nucl Instrum Methods Phys Res B, 473, 16–23 (2020).

13 B. Canut, A. Ayari, et.al, Nucl Instrum Methods Phys Res B, 266, 12-13, 2819-2823 (2008).

14 Y. Morita, K. Nakajima, et.al, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 315, 142-145 (2013).

15 A. Ibrayeva, Janse van Vuuren, et.al, 20th International Conference «Radiation Effects in Insulators». Nur-Sultan (Astana), Kazakhstan. 157 (2019).

16 A. Janse van Vuuren, A. Ibrayeva, et.al, Proceedings of the 13th International Conference of the Interaction of Radiation with Solids. Minsk, Belarus, 97-99 (2019).

17 V.A. Skuratov, J. Uglov, et.al, 9th International Conference. Interaction of Radiation with Solids. Minsk, Belarus, 91-93 (2011).

18 V. Sergo, et.al, Journal of the American Ceramic Society, 79, 3, 781-784 (1996).

19 R. Vogelgesang, M. Grimsditch, J.S. Wallace, J. Appl. Phys., 92, 6, 3103-3106 (2002).

20 J. Dong, O.F. Sankey, Journal of Applied Physics, 87, 2, 958-959 (2000).

21 N. Wada, S.A. Solin, J. Wong, S. Prochazk, Journal of Non-Crystalline Solids, 43, 7-15 (1981).

22 Y. Cai, Zeng, et.al, Journal of Physical Review B, 74, 174301 (2006).

23 K. Honda, S. Yokoyama, S. Tanaka, J. Appl. Phys., 85, 7380 (1999).

24 N. Muraki, G. Katagiri, et.al, Journal of Material Science, 32. 5419-5423 (1997) .

25 V. Lughia, D.R. Clarke, Appl. Phys. Lett. 89, 241911 (2006).

26 V.A. Skuratov, N.S. Kirilkin, et.al, Nucl Instrum Methods Phys Res B, 286, 61-66 (2012).

27 G. Sattonnay S. Moll, et.al, Nucl. Instr. Meth. B, 266, 3052-3056 (2008).

28 G. Sattonnay, M.; Lahrichi et.al, J. Appl. Phys., 101, 103516 (2007).

Жүктелулер

Как цитировать

Zhumazhanova, A., Giniyatova, S., Mutali, A., Ibrayeva, A., Skuratov, V., Dauletbekova, A., Korneeva, E., Akilbekov, A., & Zdorovets, M. (2022). Жоғары энергиялы ауыр иондармен сәулеленген Si3N4 және AlN механикалық кернеулерді пьезоспектроскопиялық талдау. ҚазНУ Хабаршысы. Физика сериясы, 81(2), 53–59. https://doi.org/10.26577/RCPh.2022.v81.i2.07

Шығарылым

Том 81 № 2 (2022): Хабаршы. Физика сериясы

Бөлім

Физика конденсированного состояния и проблемы материаловедения. Нанонаука