1. Monitoring of the recovery of ion-damaged 4H-SiC with in-situ synchrotron X-ray diffraction as a tool for strain-engineering
- Author
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Anusmita Chakravorty, Alexandre Boulle, Aurélien Debelle, Isabelle Monnet, Gouranga Manna, Pinku Saha, Mrinmay Kumar Mukhopadhyay, Debdulal Kabiraj, Inter-University Accelerator Centre, IRCER - Axe 3 : organisation structurale multiéchelle des matériaux (IRCER-AXE3), Institut de Recherche sur les CERamiques (IRCER), Institut des Procédés Appliqués aux Matériaux (IPAM), Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut des Procédés Appliqués aux Matériaux (IPAM), Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie (IJCLab), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Matériaux, Défauts et IRradiations (MADIR), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Chemistry and Physics of Materials Unit [Bangalore, India], and Jawaharlal Nehru Centre for Advanced Scientific Research (JNCASR)
- Subjects
4H-SiC ,Ion-irradiation ,Mechanics of Materials ,Mechanical Engineering ,Thermal recovery ,Synchrotron single-crystal XRD ,General Materials Science ,lattice damage ,[CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry ,Strain-engineering - Abstract
International audience; In-situ thermal annealing (673-1273 K) during X-ray diffraction synchrotron measurements was performed to monitor the strain level as a proxy to follow the recovery of 300 keV Ar ion irradiated 4H-SiC single crystals. Results show that, when exposed to Ar ions at a fluence of 6.7 × 10 14 ions/cm 2 (0.7 dpa), the material suffers a maximum strain of 12% that reduces to 2% after the final anneal at 1273 K. In the same time, the disorder derived from the XRD data also demonstrates a thermal recovery of the crystalline structure. Hence, this work presents ion irradiation as a means to induce specific crystalline order and depth-controlled strain states within a few 100s of nm window in 4H-SiC.
- Published
- 2022
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