质子辐照嬗变掺杂制备p型氧化镓的仿真研究

超宽禁带半导体氧化镓是当前半导体领域研究的热点材料,但采用常规的掺杂工艺尚未在大块晶体上实现其p型掺杂,这阻碍了其应用。质子辐照嬗变掺杂是利用高能质子与靶材料核反应所产生的嬗变产物实现掺杂的方法。多种嬗变产物具有不同的掺杂效果,有望通过多种掺杂元素的库仑耦合效应实现氧化镓的p型掺杂。本文利用带电粒子反应的蒙特卡罗软件FLUKA对100 MeV质子辐照氧化镓嬗变掺杂开展仿真分析。结果表明,辐照冷却100 d后,活化活度下降约4个数量级,嬗变产物元素浓度趋于稳定。分析不同掺杂类型的嬗变产物元素浓度,表明质子辐照嬗变能形成净p型掺杂。在靶材料不同深度处的净p型掺杂浓度有所差异,在0.60~0.90 cm深度处净p型掺杂浓度最大,每1016 cm^(-2)辐照注量下可达4.26×10^(14) cm^(-3)。与40 MeV质子辐照和快中子辐照嬗变的掺杂相比,100 MeV质子辐照嬗变掺杂效率更高。

利用贝叶斯推断从中子星性质确定状态方程

本文讨论了当前天文观测中中子星最大质量、1.4倍太阳质量中子星半径、潮汐形变以及声速限制等对状态方程的约束.如果3倍饱和密度以上状态方程的多方参数取γ=2.9,同时使用上述四种限制约束的Skyrme相互作用下的核物质参数的均值和偏差为:不可压缩模量K_(0)=243.4±22.0 MeV;对称能因子S_(0)=29.3±2.9 MeV;对称能斜率L=74.4±14.8 Me V;同位旋标量有效质量m_(s)^(*)/m=0.79±0.13;有效质量劈裂参数fI=0.08±0.30(中子有效质量小于质子的有效质量).当考虑3倍饱和密度以上状态方程的多方参数取γ=2.45–2.9时,约束出的K_(0)均值增加了11%,S0均值降低了2%,L均值减少了20%,m_(s)^(*)/m均值降低了4%,但是参数f_(I)均值减小了88%.特别是,如果仅利用中子星的质量小于2.05M_(⊙)的数据来进行约束,发现其所需的参数组对应的中子有效质量大于质子有效质量.不同中子星质量区约束出的f_(I)符号的差异表明,未来进一步约束有效的Skyrme相互作用的状态方程的参数还需结合重离子碰撞分析.