鈾基體上鋁薄膜生長行為和膜基界面反應(yīng)研究.pdf

1、本論文主要利用表面分析技術(shù)俄歇電子能譜(AES)較系統(tǒng)的研究了鋁薄膜在鈾基體上的生長行為特征以及膜基界面反應(yīng)，并采用密度泛函方法，模擬計算了鋁原子在金屬鈾和UO2(001)面上的吸附能，對實驗結(jié)果從理論上進(jìn)行了合理的解釋和推論。主要研究結(jié)果有：1)室溫下，在金屬鈾表面逐步沉積鋁原子的過程中，沉積Al原子與鈾原子相互作用，電子從鋁原子向鈾原子轉(zhuǎn)移，界面擴(kuò)散行為不明顯；鈾表面連續(xù)沉積鋁薄膜時，鈾/鋁界面作用較逐步沉積時的界面作用強；室溫下，

2、金屬鈾表面的鋁薄膜是以島狀方式生長的，且為納米薄膜。 2)室溫下，在UO2表面濺射沉積制備鋁薄膜過程中，鋁與UO2之間相互作用，電子從鋁原子向UO2中的鈾離子轉(zhuǎn)移；UO2/Al之間的擴(kuò)散行為較U/Al界面擴(kuò)散行為明顯，鋁擴(kuò)散到UO2和基體鈾的界面處，形成了氧化態(tài)鈾、金屬鈾和鋁三者共存區(qū)；室溫下，UO2表面的鋁薄膜是以島狀方式生長的，生長過程中由于擴(kuò)散行為的影響，導(dǎo)致確定薄膜生長方式的強度變化曲線發(fā)生了畸變。 3)室溫下，

3、在相同的氧暴露劑量下，鈾/鋁界面處的兩元素幾乎同時氧化，且表面氧化物Al2O3、UO2與基底金屬鈾之間發(fā)生了明顯的擴(kuò)散行為；樣品退火以后，鈾/鋁界面作用增強；在能量60eV處出現(xiàn)新的俄歇峰，經(jīng)推測認(rèn)為可能在近鋁薄膜表面處生成了金屬間化物UAlx；在鈾/鋁界面處形成一富碳區(qū)，并生成了鈾的碳化物，阻止鋁向鈾基體中擴(kuò)散，鈾/鋁界面同樣也阻礙了碳向鈾表面的偏析。 4)金屬鈾和UO2(001)面吸附鋁原子的密度泛函研究表明，鋁在U與UO2