辐射环境下材料的辐照位移损伤行为是影响电子器件性能的关键因素之一,通过辐照产生的点缺陷会经过长时间的积累和演化,会对材料的宏观力学与电学性能造成严重的影响,最终导致材料的电学性能改变。所以研究材料的辐照损伤过程及影响辐照的因素,对指导设计制造抗辐照材料具有重要的意义。本文通过分子动力学模拟研究了硅在辐照损伤初级阶段的级联碰撞过程,以及不同因素对辐照过程中产生的点缺陷和团簇的影响。本论文使用的是LAMMPS(Large-scale Atomic Molecular Massively Parallel Simulator)模拟软件,并且对现有的Tersoff势函数进行了改进,在短程作用中加入了适合级联碰撞模拟的ZBL(Ziegler–Biersack–Littmark)势函数。后使用改进后的势函数研究了以Si原子作为初级级碰撞原子PKA(Primary Knock-on Atom,PKA)入射单晶硅的位移损伤机理。主要工作及结论如下:(1)研究了单晶硅中的辐照损伤过程。选用硅原子作为PKA,在室温下模拟了中子入射到单晶硅中引起的辐照位移损伤现象。结果表明:在单晶硅材料中,中子入射造成的辐照位移效应主要产生点缺陷,其类型有空位缺陷和间隙缺陷;在级联碰撞过程中产生点缺陷对数目的规律一般是,先迅速增加然后减少,最后在平衡值附近波动。(2)研究了不同温度对Si材料的辐照损伤的影响。结果表明:温度并不会影响缺陷数目变化的规律,但是会增加级联碰撞持续时间。温度越高,峰值时的缺陷数目越多,但是在稳定阶段存活下来的缺陷数目越少;并且温度越高越难形成大尺寸团簇,团簇数目也越小。(3)研究了不同PKA能量对Si材料的辐照损伤过程的影响。结果表明:级联碰撞产生的缺陷数量与PKA能量成线性关系,满足NRT(Norgett-Robinson-Torrens)模型,PKA能量越高,产生的缺陷数目越多;产生的团簇数目也会越多,团簇规模更大。(4)研究了不同应变对Si材料的辐照损伤过程的影响。结果表明:在压缩作用下,缺陷数目会减少,在拉伸作用下,缺陷数目会增多。在加压情况下,团簇尺寸会变小,但是团簇数目会增多。