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本论文基于SiC材料，主要开展了以下六方面的工作：
1.由于SiC作为热核聚变反应堆的第一壁结构材料，面临大量的He离子辐照，因此我们比较系统的研究了He离子辐照SiC的微结构演变。首先，我们采用多能量He离子，分别为140，100，80，60 keV，每个能量对应的剂量分别为中剂量4.6×1015，2.2×1015，2.0×1015，2.0×1015 cm-2和低剂量4.6×1014，2.2×1014，2.0×1014，2.0×1014cm-2在常温下辐照单晶4H-SiC，然后在真空1000K下进行60 min炉退火。研究发现辐照引入的dpa和He原子浓度影响缺陷的退火修复，He能辅助增强空洞的形成和生长。然后，我们采用高剂量1.0×1017cm-2的140 keV He离子在常温下辐照单晶4H-SiC，辐照样品在1200 K进行30或60 min退火。研究发现在常温下140 keV He离子辐照4H-SiC的非晶化阈值为4.9。退火前后，He离子辐照样品的无序度分别主要由辐照引入的空位浓度和He浓度决定。
2.由于在离子束加工和核聚变堆中，都会涉及到二次离子辐照对SiC中已有缺陷的影响，所以我们也开展了这方面的工作。通过3.0×1016 cm-2的2 MeVHe以及剂量分别为1.0×1016 cm-2和1.0×1015cm-2的1 MeV Si二次离子在常温下辐照样品（该样品之前被高剂量140 keV He离子辐照4H-SiC，并在1200 K下进行30 min炉退火），研究发现2 MeV He二次离子辐照会反常热退火SiC中的已有缺陷，反常热退火主要是由电子能损在损伤区域沉积的能量造成的；1MeV Si二次离子辐照会辅助气泡内表面原子移位，导致空洞的松弛，甚至膨胀。
3.基于对二次离子辐照效应的理解，尝试通过Si二次离子辐照之前已经注入B的SiC，使注入原子被激活成为替位原子。研究了多能量B离子分别为180、140、110 keV，每个能量对应的剂量分别为高剂量3.2×1015、1.0×1015、1.4×1015cm-2和低剂量6.4×1013、2.0×1013、2.8×1013 cm-2在常温下注入4H-SiC薄膜样品，以及高剂量5.0×1015cm-2和低剂量1.0×1015cm-2的550 keV Si二次离子在常温下辐照注入B的SiC，其后将被注入或辐照的样品在氩气氛中进行1473 K30 min炉退火处理。实验结果显示B注入原子部分替代了SiC中的C和Si，而且B替位Si的几率大于替位C的。Si二次离子辐照在SiC中引入了大量缺陷，为B杂质原子提供了更多的空位，辅助其成为替位原子。
4.由于纳米材料的特殊性（表面与体积比远大于块体材料），人们预期纳米材料的抗辐照能力优于块体材料，所以我们尝试研究了高剂量1.0×1016 cm-2和低剂量5.0×1014 cm-2140 keV Ne离子在常温下辐照纳米薄膜和块体4H-SiC薄膜，证实了前者更抗辐照，而且发现应该存在最优化薄膜厚度，其厚度由辐照离子的种类、能量、流强，薄膜的温度决定。另外，我们还发现 Ne离子辐照在4H-SiC中引入的空位缺陷能够导致SiC样品呈现铁磁性，高低剂量140keV Ne离子辐照在SiC中引起的饱和磁化强度分别为0.56 emu/cm3和1.28emu/cm3，矫顽力分别为200 Oe（对称）和100 Oe（对称），而其铁磁性随温度（5-300 K）没有明显变化。
5.由于卢瑟福背散射和沟道分析技术（RBS/C）是一种重要的研究晶体结晶品质和无序度的常用方法，所以我们尝试着基于经典理论，再结合RBS/C实验结果，模拟计算了沟道离子（He+）对材料（Si、4H-SiC）的损伤。通过退沟道截面的迭代求解方法，可以准确的得到样品中无序度的深度分布和退沟道截面的实际值，再结合卡方拟合方法，还可以得到产生缺陷的实际效率。2 MeV的He离子对Si的实际退沟道截面是Si的经典退沟道截面的3倍，对4H-SiC的实际沟道截面是该样品的经典沟道截面的4.3倍。对于2 MeV的He离子分析单晶Si来说，产生缺陷的实际效率不到经典理论值的10％。
6.利用核分析技术（RBS和NRA），研究PECVD制备的α-Si1-xCx：H薄膜，发现x随CH4的流量的增加而增大，随掺杂气体NH3流量的增加而减小。当SiC中的C浓度增加时，薄膜的杨氏模量和硬度会增强。H杂质原子的浓度
不会随CH4气体流量的增加而变化。经过快速热退火或激光退火处理以后，样品中的H浓度都会明显减少。在两种退火处理下，SiC中的H杂质都是通过从薄膜内部向样品表面扩散，最终从样品表面逸出。与激光退火相比，快速热退火能够更有效的减少样品中的H浓度。火。