Ni离子注入SiO2的表面形貌和光学吸收性能研究-论文.pdf

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1、第43卷第1期人工晶体学报Vo1．43No．12014年1月JOURNAL0FSYNTHETICCRYSTAI5January，2014Ni离子注入SiO2的表面形貌和光学吸收性能研究金腾，宁来元，申艳艳，高洁，于盛旺，贺志勇(太原理工大学表面工程研究所，太原030024)摘要：室温下，将能量为60keV，剂量范围在1×10～1×10”／cm的Ni离子注入到SiO：中。随后将样品在Ar气中退火(400—1000℃o采用原子力显微镜(AFM)，掠入射x射线衍射(GXRD)，紫外．可见分光光度计(uV—Vis)对退火前后样品的表面形貌，Ni纳米颗粒的形成和

2、热演变过程以及样品光吸收性能进行分析表征。结果表明：剂量为1×10／cm的样品退火前后均未能形成纳米颗粒；剂量为5×10／cm和l×10”／cm的样品中形成了纳米颗粒，退火后颗粒长大，样品表面凸起(Nj纳米颗粒)高度增加，数量减少。SiO：中Ni纳米颗粒的光吸收带在310—520nm，800oC后光吸收带变得明显且伴随峰位蓝移。经1000oC退火后，Ni纳米颗粒被热分解的O氧化为NiO纳米颗粒，NiO纳米颗粒的光吸收带位于300nm附近。关键词：离子注入；Ni纳米颗粒；表面形貌；等离子体共振吸收中图分类号：059文献标识码：A文章编号：1000-985

3、X(2014)01-0074-05StudyonSurfaceMorphologyandOpticalAbsorptionPropertiesofNiIonsImplantingSiO2JlNTeng，NINGLai—yuan，SHENYan—yan，GAOJie，YUSheng—wang，HEZhi—yong(ResearchInstituteofSurfaceEngineering，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China)(Received9August2013，accepted13Sep

4、tember2013)Abstract：Silica(SiO2)sampleswereimplantedatroomtemperatureby60keVNiionswiththeflueneesof1×1016_l×10"／cm，thentheywereannealedatdifferenttemperatures(4O0—1000oC)for1hinflowingargon(Ar)．Thesllrfacemorphology，theformationandthestructureaswellastheopticalpropertiesofNinano

5、particleswereinvestigatedbyatomicforcemicroscope(AFM)，grazingincidenceX—raydiffraction(GXRD)andUV—Visspectroscopy．Theresultsshowthatnonanoparticlesformedinthesamplesimplantedbythefluenceof1×10／cm．whileNinanopartieleswereobservedinthesamplesimplantedbvthefluences5×10／cm。and1×10”／

6、cmrespectively．AfterannealedinAr．Ninanoparticlesgrewandtheheightofhillocks(Ninanopartieles)increasedwithadecreaseinnumbers．TheweakopticalabsorptionbandsofNinanoparticleswerelocatedat310nmto520nmofthespectra，andabuleshiftappearedafter800oCannealing．After1000℃．Ninanopartieleswereo

7、xidizedintoNiOwhoseabsorptionbandlocatedatabout300nm．Keywords：ionimplantation；Ninanoparticle；surfaceplasmaresonance；surfacemorphology收稿日期：2013-08-09；修订日期：2013-09—13基金项目：山西省回国留学人员科研资助项目(2013-048)；国家自然科学基金(51071106)；山西省自然科学基金(2013011012-4)；山西省自然科学基金(2012011021-4)作者简介：金腾(1989．)，男，山

8、东省人，硕士研究生。E-mail：jint—china@163．corn通讯作者：贺志勇，教授