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化学计量比镁铝尖晶石单晶与透明多晶陶瓷中扩散控制辐射缺陷复合的独特特征

DOI：10.1038/s41598-020-64778-8 期刊：Scientific Reports 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： MgAl2O4尖晶石是适用于强辐射环境及其他重要应用的重要光学材料。本文基于扩散控制的双分子反应机理，分析了经快中子和质子辐照的化学计量比MgAl2O4尖晶石中基础电子缺陷（F、F+）与空穴缺陷（V）的热退火动力学过程，并对比了MgAl2O4单晶与光学多晶陶瓷的特性。研究表明：透明陶瓷与单晶材料、以及不同类型辐照均呈现定性相似的动力学特征，但有效迁移能Ea与前指数因子D0存在强关联性。该关联性通过凝聚态化学动力学中的Meyer-Neldel规则进行阐释。最后将辐照尖晶石的研究结果与蓝宝石、MgO等抗辐照材料进行了对比分析。
作者： A. Lushchik，E. Feldbach，E. A. Kotomin，A. I. Popov，V. Seeman，E. Shablonin，I. Kudryavtseva，V. N. Kuzovkov
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究快中子和质子辐照下化学计量比MgAl2O4尖晶石中电子与空穴中心的退火动力学，并比较MgAl2O4单晶与光学多晶陶瓷的性能。

研究成果

研究表明，MgAl2O4尖晶石中辐射诱导缺陷的退火动力学在单晶和光学陶瓷中以及不同类型辐照下具有定性相似性。通过迈耶-内尔德规则讨论了有效迁移能与指前因子之间的强相关性。这些结果为理解MgAl2O4尖晶石的耐辐射性能及其在严苛辐射环境中的潜在应用提供了见解。

研究不足

本研究仅限于分析MgAl2O4尖晶石中辐射诱导缺陷，未涵盖其他材料或缺陷类型。虽然有效迁移能与指前因子之间的相关性较强，但该结论基于有限的实验条件。

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