Recrystallization behavior in SiC amorphized with He or Ne irradiation

HeまたはNe照射によって非晶質化させたSiC中の再結晶化挙動

相原 純 ; 北條 智博*; 古野 茂実*; 石原 正博 ; 沢 和弘; 山本 博之; 北條 喜一

Aihara, Jun; Hojo, Tomohiro*; Furuno, Shigemi*; Ishihara, Masahiro; Sawa, Kazuhiro; Yamamoto, Hiroyuki; Hojo, Kiichi

TEM(透過型電子顕微鏡)観察用に調整した炭化硅素(SiC)試料がTEM内で30keVNeまたは4.5keVHeイオンで室温で照射され、引き続き1273Kで焼鈍された。NeとHeは注入希ガス原子の濃度を変えるために照射イオンとして選ばれた。これらのイオン種のエネルギーとフラックスは同じようなdpa深さプロファイルとdpa速度を得るためにTRIMの計算に基づき選ばれた。この条件では、同じピークdpaに対してHeのピーク濃度はNeの約5倍と見積もられる。Heで6.3dpa(ピーク)まで照射した試料では結晶核生成が観察されたが、Neで15dpa(ピーク)まで照射した試料では観察されなかった。すなわち、He照射の場合はNe照射の場合よりも少ないdpaで結晶核生成が起こった。注入した不活性ガスの濃度が結晶核生成挙動に影響を与えることがわかった。

Silicon carbide (SiC) specimens prepared for the TEM (transmission electron microscope) observation were amorphized with 30keV Ne or 4.5keV He ion irradiation at room temperature and successively annealed at 1273K in the TEM. Ne and He were selected as irradiation ion species to change the concentration of implanted rare gas atoms. The energy and flux of these ion species were selected in order to get similar dpa depth profiles and dpa rates based on TRIM calculation. In this condition, peak ion implantation of He was estimated to be about 5 times as large as that of Ne for the same peak dpa. Crystal nucleation occurred with annealing in the specimen irradiated with He up to 6.3dpa(peak), however, no crystal nucleation was observed in the specimen irradiated with Ne up to 15dpa(peak); Namely, crystal nucleation occurred with less dpa in the case of He irradiation than in the case of Ne irradiation. It was found that the concentration of implanted inert gas atom influences the crystal nucleation behavior.