口头报告辐照点缺陷对GaN（10–10）表面纳米划痕过程中 材料微观去除的作用机理
编号：488
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更新：2024-04-24 22:18:21 浏览：283次
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摘要
第三代宽禁带半导体GaN由于良好的耐高温和抗辐照能力，已广泛应用于空间卫星通讯、核辐射探测器和电子学系统等领域。深入研究辐照环境中GaN表面的微观摩擦、磨损与黏着问题，可为GaN基微器件在辐照环境中的抗磨减摩设计提供理论指导。本工作首先建立了纤锌矿氮化镓（GaN）晶体辐照损伤级联碰撞的分子动力学模型并开展了响应的模拟。模拟结果表明，初级离位原子（PKA）的能量越高，缺陷数量越多，在晶体内部的分布越广；级联碰撞区域中心的缺陷主要表现为空位，而间隙则分布在空位区外围，与空位成对出现。然后，建立了金刚石纳米磨粒和辐照前后GaN（10–10）表面的纳米划痕模型，对纳米划痕过程进行了分子动力学模拟。研究结果表明辐照点缺陷可以一定程度地降低GaN（10–10）表面的摩擦磨损。同样的机械条件下，与未辐照的GaN（10–10）表面相比，具有辐照点缺陷的GaN（10–10）表面不仅具有更低的摩擦力与摩擦系数，还拥有更少的磨损原子数与更低的磨损率。结合表面磨损形貌，发现辐照表面的材料堆积（Pile-up）更少而且划痕表面更光滑。作者推测这是因为与未辐照GaN表面的划痕区域相比，辐照GaN表面的划痕区域原子的表面能维持在较高状态，卸载过程中其表面原子更容易实现无序-有序的转变，最终重新形成稳定的表面结构。此外，具有一定浓度的辐照点缺陷会影响位错的发展，改变亚表面损伤。
关键词
氮化镓；分子动力学；辐照点缺陷；微观磨损；表面重构
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