Ag-Cu离子注入SiO2玻璃后形成纳米颗粒的研究

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+U,5K离子注入79Y\

肖湘衡!!\

!!$武汉大学物理科学与技术学院\

摘\

\

玻璃中$注入后样品的光学吸收谱显示两个吸收峰!其峰位为%&’和(R-;H!分别对应单独+U和单独5K纳米颗粒的等离子体共振吸收峰!样品在还原,保护气氛下退火后吸收峰峰强明显增加$样品的透射电镜选区电子衍射花样含有+U\

关键词!\

中图分类号!\

!\

金属元素注入绝缘材料可以形成纳米颗粒\

本文将利用G F7!/;/0U P:9B N/0B9W/.,0?P B N/@,E01H/E0P$&光吸收谱&透射电镜选区电子衍射花样&透射电镜明场像和扫描透射电子显微镜高角环形暗场像来研究+U,5K离子注入79Y

\

后形成的纳米颗粒% \

用)4=<程序模拟一定能量下注入元素在衬底

中的分布\

谱仪检测了样品的成分%将样品在还原气氛!#&^D

\

都以没有注入的石英79Y

\

玻璃为参考\

#\

图!为注入后样品的G F7!/;/0U P:9B N/0B9W/., 0?P B N/@E01H/E0P$\

图\

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肖湘衡等*+U,5K离子注入79Y

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玻璃后形成纳米颗粒的研究

!基金项目!国家自然科学基金资助项目!!&&&(&&(\

收到初稿日期!\

作者简介!肖湘衡\

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肖湘衡 等 * + , 5 K 离子注入 7 9 Y U 玻璃后形成纳米颗粒的研究 ! ( ( ( ! + , 5 K 离子注入 7 9 Y 玻璃后形成纳米颗粒的研究 U 肖湘衡!! ! 蒋昌忠!! ! 任 峰!! ! 付 强!! ! 武汉大学 物理科学与技术学院 湖北 武汉 % 武汉大学 电子显微镜中心 湖北 武汉 % $ !$ # & & ’ # $ # & & ’ 摘要! 5 K离子经 & &和! ! & C / _ 加速后分别 + U 以 (I! & 和 !$ (I! &9 1 ; B# @ H 的剂量在室温下先 ! R ! ’ $ & 光吸收谱 & 透 射 电 镜 选 区 电 子 衍 射 花 样& 透 E 0 1 H / E 0 P 射电镜明场像和扫描透射电子显微镜高角 环形 暗场像 来研究 + , 5 K 离子注入 7 9 Y U 后形成的纳米颗粒 % 后注入到非晶 7 9 Y 玻 璃 中$ 注 入 后 样 品 的 光 学 吸 收 谱显示两个吸收峰 ! 其峰位为 % 分别对 应 & ’和( R ; H! 单独 + K 纳米颗粒的等 离子 体 共振 吸 收 峰 ! U 和单独 5 样品在还原 保护气氛下退火 后 吸 收 峰 峰 强 明 显 增 加 $ , 样品的透射电镜 选 区 电 子 衍 射 花 样 含 有 + 5 K两套 U 衍射环 ! 透射电 镜 的 明 场 像 观 察 到 大 量 的 纳 米 颗 粒 呈 现出中心亮斑 特 征 $ 在 样 品 倾 转 过 程 中 ! 中心亮斑特 征依然存在 ! 证实这种现象是离子辐照产生的纳米空 位团簇 $ 扫描透射电子显微镜高角环形暗 场 像 进一 步 证实了这一 点 $ 综 上 所 述 ! 样品中形成了单 + U和单 5 K 包裹空位团簇的纳米颗粒 $ 关键词 ! 纳 米 颗 粒 表面等离子体共振吸 离子注 入 纳米空位团簇 收 中图分类号 ! # & ($ # )* 文章编号 ! # $ ! & & ! , ’ # ! & & ( ! & , ! ( ( ( , & # 文献标识码 ! + 实 验 用) 4 = < 程序 模 拟 一 定 能 量 下 注 入 元 素 在 衬 底 中的分布 为使 + & 并 5 K 离 子 获 得 相 近 的 投 影 射 程 U 考虑到表面溅射效应 选取 + & 5 K 离 子的加 速电 压分 U 别为 & &和! ! & C / _% 为 使 注 入 后 样 品 的 光 学 吸 收 谱 便于实验测量和计算 选取 + & 5 K 的 注入剂 量分 别为 U ! R ! ’ 和 !$ ) %使用 T (I! & (I! & 9 1 ; B @ H G =公 司 场 发 射 扫描电镜 ! 配备的 G 7 = 4 = Y*$ F +. O G * G 7 = 7’ & & &能 谱仪检测了样品的成 分 % 将 样 品 在 还 原 气 氛 ! # &^D $ 下 退 火 退火温度分别为% 退火 ]’ &^+ 0 & && ( & &\ 时间均为 ! 8% 退火前后的光学吸收谱测量采用 _+4 , = +* 公司生产的 5 ? 0 & & & 型 d_ , _ 9 B , * = B / @ E 0 1 8 1 , P( N N 选取 波 长 范 围 为 ! 所有的样品 E 1 H / E / 0 &!! & & ; H 都以没有注入的石英 7 因此 光吸 收的 9 Y 玻璃为 参考 测量显示的是


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