ЭФФЕКТЫ СЛОИСТОЙ СТРУКТУРЫ ГРАФИТА ПРИ ВЫСОКИХ ФЛЮЕНСАХ ОБЛУЧЕНИЯ ИОНАМИ ГЕЛИЯ С ЭНЕРГИЕЙ 30 кэВ

Экспериментально изучено воздействие высокодозного, с флюенсом от 1 ∙ 10¹⁸ до 3 ∙ 10¹⁸ см^–2, облучения ионами гелия с энергией 30 кэВ в интервале температур от комнатной до 600°С на морфологию и структуру поверхности высокоориентированного пиролитического графита УПВ-1Т и мелкозернистого поликристаллического графита МПГ-8. Выявлены ионно-индуцированные морфологические элементы, дополняющие ранее установленные при малых флюенсах облучения (~10¹⁷ см^–2). Облучение ВОПГ при высоких флюенсах приводит к отслоениям в виде изогнутых вплоть до скручивания графитовых чешуек и к вискероподобным структурам. Облучение мелкозернистого графита не приводит к кардинальным изменениям его микроструктуры по сравнению с ВОПГ.

1. Virgil’ev Yu.S., Kalyagina I.P. // Inorg. Mater. 2004. V. 40. P. S33–S49.

2. Burchell T.D. // MRS Bull. 1997. V. 22. P. 29–35.

3. Burchell T.D., Snead L.L. // J. Nucl. Mater. 2007. V. 371. P. 18–27.

4. Telling R.H. Heggie M.I. // Philos. Mag. 2007. V. 87. P. 4797–4846.

5. Mrozowski S. // Phys. Rev. 1952. V. 85 (4). P. 609–620.

6. Brocklehurst J.E., Kelly B.T. // Carbon. 1993. V. 31. P. 179–183.

7. Arregui-Mena J.-D., Worth R.N., Tunes M.A., Edmondson P.D. // Mater. Des. 2021. V. 204. P. 109673.

8. Tanabe T. // Phys. Scr. 1996. V. 1996. No. T64. P. 7–16.

9. Muto S., Tanabe T. // Philos. Mag. A. 1997. V. 76. P. 679–690.

10. Elman B.S., Dresselhaus M.S., Dresselhaus G., et al. // Phys. Rev. B 1981. V. 24. P. 1027–1034.

11. Niwase K. // Mater. Sci. Eng. A. 2005. V. 400–401. P. 101–104.

12. Heggie M.I., Suarez-Martinez I., Davidson C., Haffenden G. // J. Nucl. Mater. 2011. V. 413. P. 150–155.

13. Johns S., He L., Kane J.J. et al. // Carbon. 2020. V. 159. P. 119–121.

14. Barsoum M.W., Zhao X., Shanazarov S. // Phys. Rev. Mat. 2019. V. 3. P. 013602.

15. Rooney A.P., Li Z., Zhao W., et al. // Nat. Commun. 2018. V. 9. P. 3597.

16. Liu Z., Zheng Q.S., Liu J.Z. // Appl. Phys. Lett. 2010. V. 96. P. 201909.

17. Kuzumaki T., Hayashi T., Ichinose H., et al. // Philos. Mag. A. 1998. V. 77 (6). P. 1461–1469.

18. Hinks J.A., Haigh S.J., Greaves G., et al. // Carbon. 2014. V. 68. P. 273–284.

19. Annis B.K., Pedraza D.F., Withrow S.P. // J. Mater. Res. 1993. V. 8. P. 2587–2599.

20. Liu D., Cherns D., Johns S. et al // Carbon. 2021. V. 173. P. 215–231.

21. Mashkova E.S., Molchanov V.A. Medium-Energy Ion Reflection from Solids. 1985. Amsterdam: North-Holland.

22. Zhao Y., Lv S., Gao J., et al. // J. Nucl. Mater. 2023. V. 577. P. 154308.

23. Ferrari A.C., Robertson J. // Phys. Rev. B. 2000. V. 61. P. 14095.

24. Pimenta M.A., Dresselhaus G., Dresselhaus M.S., et al. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2007. V. 9 (11). P. 1276.

25. Niwase K. // Int. J. Spect. 2012. V. 2012. P. 197609.

26. Платонов П.А., Штромбах Я.И., Карпухин В.И., Виргильев Ю.С., Чугунов О.К., Трофимчук Е.И. Действие излучения на графит высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов. Атомноводородная энергетика и технология: Сб. статей. 1984. Москва: Энергоатомиздат. Вып. 6. С. 77.

27. Беграмбеков Л.Б., Пунтаков Н.А., Грунин А.В. Тр. XXVI Междунар. конф. “Взаимодействие ионов с поверхностью (ВИП-2023)”. 21–25 авг. 2023, Ярославль. 2023. Москва: НИЯУ МИФИ. Т. 1.