Oxygen related defects and vacancy clusters identified in sputtering grown UOx thin films by positron annihilation techniques

Autores
Macchi, Carlos Eugenio; Somoza, Alberto Horacio; Guimpel, Julio Juan; Suarez, Sebastian; Egger, W.; Hugenschmidt, C.; Mariazzi, S.; Brusa, R.S.
Año de publicación
2021
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
We experimentally studied the formation of vacancy clusters and oxygen related defects in uranium oxide (UOx) thin films (<70 nm) changing the stoichiometry in the x = 2.2?3.5 range. Films were deposited on Si(0 0 1) by DC magnetron sputtering varying the substrate temperature (room temperature, 400 °C and 600 °C) and different relative O2 partial pressures in the argon-oxygen mixture. The different species of vacancy-like defects are identified by the combination of depth dependent positron annihilation techniques and by comparison of the experimental data with ab-initio calculations. In samples growth up to 400 °C substrate temperature, di- and tri- vacancies were formed whereas at higher temperature, hexa-vacancies and larger vacancy clusters appear. Film growth at increasing oxygen partial pressure was found not to be correlated with an increase of oxygen defects, but with the formation of more complex vacancy clusters. The presence of oxygen related defects is revealed by identifying preferential positron annihilations with oxygen electrons. Moreover, uranium vacancies inside vacancy clusters are identified by localization of positrons, in agreement with ab-initio calculations.
Fil: Macchi, Carlos Eugenio. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentina
Fil: Somoza, Alberto Horacio. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentina
Fil: Guimpel, Julio Juan. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina
Fil: Suarez, Sebastian. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina
Fil: Egger, W.. No especifíca;
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Fil: Mariazzi, S.. Universita degli Studi di Trento; Italia
Fil: Brusa, R.S.. Universita degli Studi di Trento; Italia
Materia
POINT DEFECTS
POSITRON ANNIHILATION SPECTROSCOPY
SUB-SUPERFICIAL DEFECTS DISTRIBUTION
THIN FILMS
URANIUM OXIDE
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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