離子注入透明絕緣材料中納米顆粒的合成、表征與調控.pdf

1、論文圍繞離子注入透明絕緣材料中納米顆粒的合成、表征與調控開展了相應研究,主要內容與結果如下:
　?、艑?0keV的C離子以不同劑量注入的有機玻璃樣品進行了結構、光致發(fā)光(PL)和光反射特性的研究,結果表明:樣品的PL強度不隨C離子劑量單調變化;樣品的PL響應與氫化無定形C納米顆粒的形成及其構型變化有關;由于注入層的結構變化,樣品的光反射率既與波長有關,也與C離子劑量有關。
　?、茖?5keV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退火導致合金納米顆粒分解,并在基底中形成Cu納米顆粒,相應的SPR峰出現在574nm處。由于Cu+溶質的激發(fā),退火后的樣品表現出弱的熒光發(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,由于成核點的增加和Ag注入子的沉積增強過程,這些Ag納米顆粒具有較高的體積分數、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處呈現出一個很強的SPR峰,改變Zn離子劑量對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單質和Ag–Zn合金納米顆粒的混合物,對應的吸收帶出現在260–550nm之間。
　　⑷對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,該深度遠遠超出了Cu離子的投影射程;一個臨界的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。