带电粒子辐照对集中衰减器碳膜结构与吸波性能的影响

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong426
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本文以导航通讯卫星用行波管放大器工作环境对碳膜衰减器的影响为背景,利用电子加速器和正离子加速器,对碳膜衰减器样品开展了60 keV电子和质子辐照试验,总结了衰减器吸波性能和电阻随辐照注量的变化规律,并利用扫描电子显微镜、轮廓仪、纳米压痕、拉曼光谱和X射线光电子能谱仪等分析方法,研究了碳膜结构的变化,探讨了碳膜结构与吸波性能之间的关系。研究发现,经60 keV电子辐照后,碳膜的吸波性能变化不大,电子对碳膜厚度和电阻率的影响也不明显。在60 keV质子辐照后,碳膜对微波的总衰减量随辐照注量的提高而下降,在辐照注量为1E16 p/cm~2时下降幅度最大。碳膜的厚度和电阻率随质子辐照注量的增加而减小,这说明厚度的减小是质子辐照影响碳膜吸波性能的主要方式。利用拉曼光谱和XPS对辐照后碳膜的分析证明,电子和质子辐照能使碳膜内部C-O键断裂,使碳膜内部氧含量降低,氧会向表面扩散,在电子或质子的共同作用下使表面的碳膜被氧化。60 keV电子辐照不会对碳膜的晶体结构产生很大影响,而60 keV质子辐照会破坏碳膜的晶体结构,在辐照注量为1E16 p/cm~2时碳膜会由纳米晶石墨转变为无定形碳,碳膜的晶化程度,部分氢与碳结合,较少了碳膜厚度,同时提高了碳膜内的载流子迁移率,使得碳膜的电阻率下降。
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