Структурные изменения в поликристаллическом оксиде индия после облучения ионами ксенона

А. Е. Соловьева

doi:10.17073/1683-4518-2022-11-39-47

Структурные изменения в поликристаллическом оксиде индия после облучения ионами ксенона

А. Е. Соловьева

https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-11-39-47

Полный текст:

Аннотация

Исследованы изменения структуры поликристаллического оксида индия после облучения ионами ксенона энергией 140 и 300 кэВ. Обнаружено, что облучение ионами ксенона приводит к изменению химического состава In₂O₃, сопровождаемому фазовыми превращениями, ростом отражательной интенсивности рентгеновских линий структуры In₂O₃, увеличением параметра элементарной ячейки по глубине образца. Рентгеновским методом проведено разделение на упругое и неупругое воздействие ионов ксенона на структуру In₂O₃. Определена концентрация ионов ксенона, растворенных по глубине образца, в зависимости от энергии облучения. Приведена структурная модель растворения ионов ксенона в кристаллической решетке In₂O₃, объясняющая образование ионной связи ксенона с атомами индия, кислорода и анионными вакансиями. Внедрение ионов ксенона в октаэдрические позиции In₂O₃ приводит к образованию твердого раствора внедрения на основе In₂O₃ по глубине образца. Установлено, что энергия образования дефектов в структуре In₂O₃ после облучения образцов зависит от дозы ионов ксенона и энергии облучения. Проведены экспериментальный и теоретический расчеты параметра решетки и ионного радиуса ксенона в соединении ХеО₂ и найден правильный механизм образования твердого раствора внедрения на основе In₂O₃. Рассчитана математическая модель, которая объясняет увеличение отражательной рентгеновской интенсивности линий In₂O₃ по глубине образца после облучения ионами ксенона.

Ключ. слова

оксид индия, облучение ионами ксенона, рентгеновское излучение, твердый раствор, доза ионов ксенона,

Об авторе

А. Е. Соловьева

Сухумский физико-технический институт Академии наук Абхазии
Абхазия

А. Е. Соловьева, д.ф.-м.н.

Сухум

Список литературы

1. Диасамидзе, Э. М. Структурные изменения в поликристаллическом оксиде алюминия при высокотемпературном отжиге в вакууме и ионном облучении / Э. М. Диасамидзе, В. Л. Марков, А. Е. Соловьева // Физика и химия обработки материалов. ― 1989. ― № 6. ― С. 25‒30.

2. Zirour, H. Radiation damage induced in Al2O3 single crystal by 90 MeV Xe ions / H. Zirour, M. Izerrouken, A. Sari // Nuclear instruments and ethods in Physics Research. Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. ― 2015. ― Vol. 365, part A. ― P. 269‒272.

3. Диасамидзе, Э. М. Структурные изменения в поликристаллическом оксиде скандия при ионном облучении / Э. М. Диасамидзе, В. Л. Марков, А. Е. Соловьева // Физика и химия обработки материалов. ― 1991. ― № 6. ― С. 5‒11.

4. Диасамидзе, Э. М. Структурные изменения в поликристаллическом оксиде иттрия при ионном облучении / Э. М. Диасамидзе, В. Л. Марков, А. Е. Соловьева // Физика и химия обработки материалов. ― 1992. ― № 1. ― С. 16‒20.

5. Solovyeva, А. Е. Synthesis of Sc3TaO7 compound and modeling the mechanism of phase transformations on thermal of heat and irradiation by xenon ions / А. Е. Solovyeva // High temperature material processes: an international quarterly of high-technology plasma processes. ― 2016. ― Vol. 20. ― P. 107‒114.

6. Диасамидзе, Э. М. Внутренние напряжения сплавов титана с добавками скандия, облученных ионами ксенона / Э. М. Диасамидзе, В. Л. Марков, И. М. Неклюдов, А. Е. Соловьева // Радиационные материалы. ― 1990. ― Т. 7. ― С. 265‒270.

7. Соловьева, А. Е. Изменения структуры поликристаллического ниобия при облучении его ионами ксенона различных энергий / А. Е. Соловьева // УПФ. ― 2018. ― Т. 6, № 2. ― С. 141‒148.

8. Соловьева, А. Е. Изменение структуры поликристаллического оксида иттрия при облучения ионами ксенона / А. Е. Соловьева // УПФ. ― 2017. ― Т. 5, № 6. ― С. 191‒197.

9. Миркин, Л. И. Справочник по структурному анализу поликристаллов / Л. И. Миркин. ― М. : Изд-во ФМЛ, 1961. ― 860 с.

10. Уманский, Л. С. Рентгенография металлов и полупроводников / Л. С. Уманский. ― М. : Металлургия, 1960. ― 540 с.

11. Solovyeva, А. Е. Changes in the crystal structure and electro physical properties of polycrystalline indium oxide when heated in air / А. Е. Solovyeva // Refract. Ind. Ceram. ― 2022. ― Vol. 62, № 6. March. ― P. 711‒716. DOI 10.1007/s11148-022-00667-z. Соловьева, А. Е. Изменения кристаллической структуры и электрофизических свойств поликристаллического оксида индия при нагреве на воздухе / А. Е. Соловьева // Новые огнеупоры. ― 2021. ― № 12. ― С. 55‒60.

12. Соловьева, А. Е. Образование шнура проводимости и пробоя в поликристаллическом оксиде индия / А. Е. Соловьева // Физика и техника полупроводников. ― 1992. ― Т. 26, № 3. ― С. 408‒412.

13. Соловьева, А. Е. Свойства поликристаллического оксида индия на воздухе и в вакууме / А. Е. Соловьева, В. А. Жданов, В. Л. Марков, Р. Р. Швангирадзе // Неорганические материалы. Изв. АН СССР. ― 1982. ― Т. 18, № 5. ― С. 825‒828.

14. Brock, D. S. Synthesis of the missing oxide of xenon, XeO2, and its implications for earth’s missing xenon / D. S. Brock, G. J. Schrobilgen // J. Am. Chem. Soc. ― 2011. ― Vol. 133. ― P. 6265‒6269.

15. Zhu, Q. Stability of xenon oxides at high pressures / Q. Zhu, D. Y. Jung, A. R. Oganov [et al.] // J. Nat. Chem. ― 2013. ― Vol. 5. ― P. 61‒65.

16. Herman, A. Xenon sub oxides stable under pressure / A. Herman, P. Schwerdtfeger // J. Physical Chemistry Letters. ― 2014. ― Vol. 5. ― P. 4336‒4342.

17. Devaele, A. Synthesis and stability of xenon oxides under pressure / A. Devaele, N. Worth, C. J. Pickard [et al.] // J. Nature Chemistry. ― 2016. ― Vol. 8. ― P. 784‒790.

18. Solovyeva, A. E. Formation of cubic modification oxides with BCC-lattice type C in polycrystalline dioxides of hafnium, zirconium and cerium upon heating / А. Е. Solovyeva // Refract. Ind. Ceram. ― 2021. ― Vol. 62, № 2. July. ― P. 175‒184. DOI 10.1007/s11148-021-00579-4. Соловьева, А. Е. Образование оксидов кубической модификации с ОЦК-решеткой типа С в поликристаллических диоксидах гафния, циркония и церия при нагреве / А. Е. Соловьева // Новые oгнеупоры. ― 2021. ― № 3. ― С. 48‒58.

Дополнительные файлы

Для цитирования: Соловьева А.Е. Структурные изменения в поликристаллическом оксиде индия после облучения ионами ксенона. Новые огнеупоры. 2022;(11):39-47. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-11-39-47

For citation: Solovyeva A.E. Structural changes in polycrystalline indium oxide after irradiation with xenon ions. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2022;(11):39-47. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-11-39-47

Обратные ссылки

Обратные ссылки не определены.

ISSN 1683-4518 (Print)

Логин
Пароль