1. Surface damage on polycrystalline β-SiC by xenon ion irradiation at high fluence
- Author
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C. Bernard, N. Millard-Pinard, S. Gavarini, S. Cardinal, L. Escobar Sawa, Yann Leconte, B. Lanfant, Vincent Garnier, X. Jaurand, J. Baillet, C. Peaucelle, R. Rapegno, T. De Echave, A. Duranti, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre Technologique des Microstructures (CTµ), Université de Lyon-Université de Lyon, Matériaux, ingénierie et science [Villeurbanne] (MATEIS), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Edifices Nanométriques (LEDNA), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
- Subjects
010302 applied physics ,Nuclear and High Energy Physics ,Materials science ,Analytical chemistry ,Oxide ,Spark plasma sintering ,chemistry.chemical_element ,[CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry ,02 engineering and technology ,equipment and supplies ,021001 nanoscience & nanotechnology ,01 natural sciences ,Fluence ,Carbide ,Ion ,chemistry.chemical_compound ,Xenon ,Nuclear Energy and Engineering ,chemistry ,0103 physical sciences ,General Materials Science ,Crystallite ,Irradiation ,0210 nano-technology - Abstract
International audience; Nano-grained $\beta$-silicon carbide ($\beta$-SiC) pellets were prepared by Spark Plasma Sintering (SPS). These were implanted at room temperature with 800 keV xenon at ion fluences of 5.10$^{15}$ and 1.10$^{17}$ cm$^{-2}$. Microstructural modifications were studied by electronic microscopy (TEM and SEM) and xenon profiles were determined by Rutherford Backscattering Spectroscopy (RBS). A complete amorphization of the implanted area associated with a significant oxidation is observed for the highest fluence. Large xenon bubbles formed in the oxide phase are responsible of surface swelling. No significant gas release has been measured up to 10$^{17}$ at.cm$^{-2}$. A model is proposed to explain the different steps of the oxidation process and xenon bubbles formation as a function of ion fluence.
- Published
- 2018
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