Совместно с учеными из научных центровКазахстанаиЮжно-Африканской РеспубликисотрудникиЛаборатории ядерных реакций ОИЯИизучили влияние точечных дефектов, создаваемых облучением быстрыми тяжелыми ионами (БТИ), на наномасштабный перенос тепла в ZnO. Результаты исследования опубликованы в журнале «Materials Research Bulletin».
Методом лазерной терморефрактометрии коллектив специалистов исследовал изменения приповерхностной теплопроводности (k) монокристаллов ZnO. Образцы оксида цинка облучались быстрыми тяжелыми ионами Bi с энергией 710 МэВ до флюенсов 1010– 1013ион/см2для изучения радиационных повреждений, вызванных как прохождением единичных ионов, так и в режиме перекрытия трековых областей.
Структурная характеризация методами рентгеновской дифракции, Рамановской спектроскопии и просвечивающей электронной микроскопии показала отсутствие аморфизации после облучения. Ухудшение теплопроводности k объяснялось преимущественно рассеянием фононов на точечных дефектах.
Показатели измерений k были использованы для проверки полуаналитической модели Клеменса–Каллавея, а также нового гибридного метода, основанного на коде Монте-Карло TREKIS, который в сочетании с методами молекулярной динамики хорошо описывает как эффекты, вызванные единичными ионами, так и повторным воздействием ионов при перекрытии треков. Результаты работы способствуют развитию новых подходов для разработки функциональных материалов с помощью облучения тяжелыми ионами.
С полным текстом статьи можно ознакомиться поссылке. Объединенный институт ядерных исследований в числе авторов представляют научные сотрудники сектора ионно-имплантационных нанотехнологий и радиационного материаловедения ЛЯР ОИЯИ Руслан Рымжанов и Владимир Скуратов.