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作者：张洋;汤贤;成国栋;吴飞宏;周楠;
单位：南华大学核科学技术学院;南华大学计算机学院;
摘要：辐照条件下固体嬗变原子对立方碳化硅(3C-SiC)基体内氦泡形成过程中的作用尚不明确。本文基于密度泛函理论研究了Mg、Be、Al这三种固体嬗变原子对He间隙原子在3C-SiC基体内的形成能以及迁移行为的影响。计算发现，He原子在3C-SiC基体中主要稳定于由Si或C原子组成的四面体间隙中，且易于在相邻间隙间迁移。当嬗变原子浓度从0增至5%(物质的量分数)时，碳四面体间隙位点的He原子形成能先是骤降、然后随着固体原子浓度的增大而线性改变，而硅四面体间隙位点的He原子形成能则是和固体原子浓度呈多次函数关系。同时，三种固体原子也使He原子的迁移势垒和扩散系数发生明显改变，He原子从C原子间隙迁移到Si原子间隙的迁移势垒随着固体原子浓度的升高而线性降低、扩散系数逐渐增大；从Si原子间隙迁移到C原子间隙的迁移势垒与浓度呈多次函数关系，扩散系数与势垒曲线反相关。无论哪种路径和掺杂浓度，固体原子的加入都促进了He原子的迁移，这为气泡的成核生长提供了有利条件。
关键词：碳化硅;;氦泡;;扩散;;密度泛函理论;;虚晶体近似
基金资助：湖南省科技创新人才计划项目(2021RC3105);; 湖南省教育厅科学研究项目(22B0436)
