本文采用双温模型耦合分子动力学的多尺度模拟方法,系统探究了快重离子速度效应对氮化镓(GaN)辐照损伤的微观影响机制。结果表明,在相近电子能损条件下,入射离子速度越低,更为局域化的能量沉积造成的晶格损伤程度越严重。以Ta离子辐照为例,当入射速度由6.47 MeV/u降至2.71 MeV/u时,由N
2气泡构成的连续柱状离子径迹更加显著,非晶核心区半径由2.21 nm扩大至2.46 nm,径迹中心N
2气泡的最大直径由3.2 nm增至3.6 nm。此外,离子径迹周围伴生的大量富镓缺氮的亚稳态闪锌矿相GaN纳米域,以及与之呈现强烈空间关联性的螺位错网络,两者密度均发生明显上升。这种由低速离子引发的高密度微观缺陷可能会提升垂直漏电通道的形成概率,进而成为加剧GaN器件单粒子烧毁风险的重要潜在因素。本研究为理解快重离子辐照下GaN器件的电学性能退化机理与抗辐射加固设计提供了重要的理论依据与数据支撑。