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碳化硅(SiC)是未来先进核能系统中极具潜力的核结构材料。提高SiC材料的抗辐照能力对它们在反应堆中的应用具有重要意义。由于晶粒边界(grain boundaries,GBs)对辐照产生的可移动点缺陷具有吸收和湮灭的作用,一般认为晶粒尺寸小于100 nm的纳米晶材料相比单晶材料可能具有更强的抗辐照能力。迄今,国内外对纳米晶SiC(nc-Si C)辐照损伤效应的研究还十分有限,对其相关损伤机制的认识尚不完全清楚。本工作分别使用5 MeV Xe、60 keV C和18 keV He离子在室温下对三种平均晶粒尺寸分别为2.7 nm、6.0 nm和19.7 nm的nc-SiC及单晶Si C薄膜进行辐照,然后利用Raman光谱技术研究了离子辐照导致薄膜的非晶化过程。Raman光谱的结果显示随着离子辐照剂量的增大,nc-SiC及单晶SiC表征Si-C振动的特征峰强度逐渐减弱,而与同核Si-Si和C-C键相关的振动峰强度逐渐增强,直至薄膜被完全非晶化,光谱形状不再发生明显变化。我们使用Raman光谱中Si-C振动峰的相对强度来表征受辐照薄膜的相对结构无序度,发现:(1)对于三种离子辐照,nc-SiC的非晶化剂量随着晶粒尺寸的增大而增加,但都明显小于单晶SiC的非晶化剂量。对于我们研究的生长在非晶Si C基体中的SiC晶粒,辐照过程中非晶基体向晶粒内部的外延生长可能是导致Si C晶粒快速非晶化的主要原因。(2)在相同的原子移位剂量(dpa)下,Xe、C和He离子辐照造成nc-SiC的结构无序度相差不大,它们导致nc-SiC薄膜非晶化的速率几乎相同。这可能与质量较轻的离子使用了较大的辐照束流强度以及高能Xe离子的电子能量沉积对辐照缺陷的恢复作用有关。我们的研究结果表明对于不同质量的离子辐照,nc-Si C的抗辐照能力随着晶粒尺寸的增大而增强,单晶Si C相比nc-SiC具有更强的抗辐照能力。研究结果将为nc-SiC材料在未来核能系统中的应用提供重要的理论和实验依据。