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本文以极端条件(大剂量中子辐照)处理的单晶材料为研究对象,测试分析极端条件下单晶材料的表面形貌、电学特性以及光学性质的变化,为研究和开发极端条件下工作的特种材料奠定基础。本文采用辐照剂量为1.67×1020n/cm2的中子辐照SiC和剂量为5.74×1018n/cm2的中子辐照Al2O3;分别对辐照前后及辐照后退火的两种单晶材料进行电阻率、X-射线衍射(XRD)、吸收光谱、光致发光谱(PL)和拉曼光谱(RS)等进行测试;观察和分析辐照前后样品的特性变化,以及辐照后样品通过退火损伤回复的规律,通过实验数据分析总结得到以下主要结论:(1)大剂量中子辐照后SiC的电阻率有很大提高,其电学性能严重退化,在随后的退火过程中发现电阻率分布逐渐趋于均匀,当退火温度达到1200℃时有明显的回复特征;(2)中子辐照后当退火达到1200℃时,SiC的表面形貌发生了很大变化,出现了大量的孔洞,分析其原因可能是由于辐照过程中一种复杂的缺陷(孔洞)形成并随着退火温度升高而成长逸出表面造成;(3)中子辐照SiC退火后半高宽和退火温度呈现良好的线性关系,在700℃之前不变,从700℃开始线性减小,这为极端条件下新型测温传感器的使用提供依据;(4)中子辐照SiC经过1400℃退火后PL谱测试发现有极强的绿色发光峰,其对应的中心峰为530nm,是504、545和570nm发光峰叠加的结果,这可能为制备绿光电子器件提供参考;(5)中子辐照Al2O3除产生F2、F2+、F22+和F3色心外,还能产生[Al-O]3-色心。在PL谱中检测到了国内外少有报导的657nm发光峰,并且经800℃处理后唯一存在的峰,分析其可能来自于反位铝缺陷(AlO)。