注入过渡金属离子的二氧化硅的光学和磁学特性

作     者：G.Whichard R.A.Weeks 何丰来 

作者机构：美国范德比尔特大学 

出 版 物：《上海建材学院学报》 (Journal of Building Materials)

年 卷 期：1989年第2期

页      面：110-117页

核心收录：

主　　题：磁学特性 Fe Mn 离子改性 二氧化硅 过渡金属离子 光学 

摘      要：通过在160 keV,4μA/cm~2的条件下,注入剂量为0.5×1016～6×1016ions/cm~2的过渡金属离子(Cr~+,Mn~+和Fe~+),以改变高纯二氧化硅的表面和近表面区域的光学和磁学特性。由背散射技术测得注入离子的分布呈高斯型,其峰值出现在距表面0.12μm处,半高宽(FWHM)为0.14μm。在5.0 eV和5.8 eV处,能分辨出由辐照损伤所引起并迭加到光学吸收带低能尾部的吸收带。离子改性区的折射率用椭率测量技术测定,它随注入剂量的增加而增大。对于注入剂量为6×1016ions/cm~2的试样,其折射率随注入离子的原子量的增加而增大。离子注入试样的电子顺磁共振(EPR)谱与温度及方向的关系表明,它们的磁特性差别很大,而且是过渡金属离子种类的函数。室温下,注入剂量为6×1016ions/cm~2的试样的EPR谱表明,注入的Fe离子引起的信号比Mn离子的信号大约强40倍,但没有观察到注入的Cr离子的信号。EPR谱说明离子改性的表面区包含混合磁相。综述的数据说明,将过渡金属离子注入非晶二氧化硅制成的是新型材料。离子改性区的特性是现有数据和理论所没有预见到的。