缺陷团簇对Cu/W纳米多层膜辐照肿胀影响的分子动力学模拟研究

摘要

纳米结构材料具有优异的抗辐照损伤性能，可以抑制辐照肿胀，但其潜在物理机制仍待深入研究.为此，本文采用分子动力学方法模拟对比研究了单晶Cu、单晶W和Cu/W纳米多层膜3种材料中空位和间隙型缺陷团簇对辐照肿胀的影响.模拟结果表明，相同缺陷浓度时，间隙团簇引起的3种材料体积肿胀差异较小.空位团簇则不同，Cu/W纳米多层膜中空位团簇导致的体积收缩程度与单晶Cu类似，但显著高于单晶W.此外，Cu/W异质界面作为优异的缺陷陷阱，能够有效捕获空位/间隙型缺陷，有效降低晶粒中缺陷浓度.上述效应协同作用，使得Cu/W纳米多层膜展现出优异的抗辐照肿胀性能.

关键词

Cu/W纳米多层膜 / 分子动力学 / 缺陷团簇 / 辐照肿胀

基金资助

国家自然科学基金（12105194）; 四川省自然科学基金（2022NSFSC1251,2022NSFSC1265）