低能离子束诱导蓝宝石自组织纳米结构与光学性能研究

摘要：

针对蓝宝石有序纳米结构的制备,使用微波回旋共振离子源,研究了低能Ar+离子束在不同参数下刻蚀蓝宝石(C向)表面形成的自组织纳米结构及其光学性能.结果表明,当离子束入射能量为1200 eV、束流密度为265 μA/cm2时,随着入射角度的增大(5°～40°),样品表面出现点状自组织纳米结构,该结构的有序性较差;当增加角度到45°时,样品表面出现了有序的条纹结构,在45°～70°时,增大离子束入射角度,样品表面沿离子束入射方向出现柱状结构,而在垂直于离子束入射方向,样品表面呈现出有序的条纹结构;随着离子束入射角度的增加,样品表面的纳米条纹结构的特征波长先减小(45°～60°)后逐渐增大(60°～70°),在60°附近,特征波长达到极小值,约为21.1 nm.在70°～75°时,样品表面呈现纵横比较大的纳米点状结构.增加离子束的作用时间,样品表面的纳米结构纵向尺寸增大,有序性增加,但纳米结构横向周期基本不变.有序纳米结构的出现使得样品的透射率得到提升.自组织结构变化是溅射粗糙化和表面驰豫机制相互作用的结果.

关键词：材料、自组织纳米结构、低能离子束刻蚀、蓝宝石、表面形貌

所属期刊栏目：42

分类号：O484.4+1(固体物理学)

资助基金：欧盟第七科技框架计划玛丽居里计划;陕西省教育厅重点实验室科研计划项目;国家科技重大专项

在线出版日期：2015-05-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：205-211