離子注入透明絕緣材料中納米顆粒的合成、表征與調(diào)控.pdf

1、論文圍繞離子注入透明絕緣材料中納米顆粒的合成、表征與調(diào)控開展了相應(yīng)研究,主要內(nèi)容與結(jié)果如下:
　?、艑?duì)30keV的C離子以不同劑量注入的有機(jī)玻璃樣品進(jìn)行了結(jié)構(gòu)、光致發(fā)光(PL)和光反射特性的研究,結(jié)果表明:樣品的PL強(qiáng)度不隨C離子劑量單調(diào)變化;樣品的PL響應(yīng)與氫化無定形C納米顆粒的形成及其構(gòu)型變化有關(guān);由于注入層的結(jié)構(gòu)變化,樣品的光反射率既與波長有關(guān),也與C離子劑量有關(guān)。
　?、茖?duì)45keV的Cu和Zn離子以相同劑量(1×1

2、017cm-2)順序注入的SiO2樣品進(jìn)行N2氣氛中500°C退火,成功地合成了CuZn合金納米顆粒,其表面等離子體共振(SPR)峰位于515nm處。600°C退火導(dǎo)致合金納米顆粒分解,并在基底中形成Cu納米顆粒,相應(yīng)的SPR峰出現(xiàn)在574nm處。由于Cu+溶質(zhì)的激發(fā),退火后的樣品表現(xiàn)出弱的熒光發(fā)射特性,PL峰位于558nm附近。
　?、怯?0keV的Zn離子和35keV的Ag離子按不同順序注入SiO2可以合成不同種類的金屬納米顆

3、粒。在先Zn后Ag注入的樣品中所合成的為Ag納米顆粒,由于成核點(diǎn)的增加和Ag注入子的沉積增強(qiáng)過程,這些Ag納米顆粒具有較高的體積分?jǐn)?shù)、較小的尺寸和較窄的尺寸分布以及改善了的介電環(huán)境,因此,樣品在435nm處呈現(xiàn)出一個(gè)很強(qiáng)的SPR峰,改變Zn離子劑量對(duì)SPR峰的影響不大。在先Ag后Zn注入的樣品中所合成的為Ag、Zn單質(zhì)和Ag–Zn合金納米顆粒的混合物,對(duì)應(yīng)的吸收帶出現(xiàn)在260–550nm之間。
　　⑷對(duì)45keV的Cu離子以1×1

4、017cm-2劑量注入的SiO2樣品,分別用500keV的Xe和Ar離子輻照,以改善Cu納米顆粒的尺寸和空間分布以及樣品的光吸收特性。結(jié)果表明:劑量為2×1016cm-2的Xe離子輻照后,Cu納米顆粒的平均直徑從7.3nm增加到8.5nm,高密度的大尺寸Cu納米顆粒幾乎排列在相同的深度,該深度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了Cu離子的投影射程;一個(gè)臨界的Xe離子劑量大約為1×1016cm-2;在相同能量和劑量下,Xe離子輻照比Ar離子輻照具有更好的改性效果。