Исследование радиационных центров и наночастиц в ион-имплантированных оксидных и фторидных стеклах

• Автор: Тепляков, Юрий Георгиевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 167 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Представления о структуре стекла и методах ее исследования
1.2. Радиационные парамагнитные дефекты (РПД) в неорганических стеклах, индуцированных у-излучением
1.2.1. Основные РПД в у-облученном кварцевом стекле, связанные с его собственными дефектами
1.2.2. Радиационные парамагнитные центры (РПЦ) в у-облученных силикатных стеклах
1.2.3. Радиационные парамагнитные центры в у-облученных боратных стеклах
1.2.4. Радиационные парамагнитные центры в фосфатных стеклах
1.2.5. Парамагнитные дефекты в у-облученных фторидных стеклах
1.3. Парамагнитные радиационные дефекты в неорганических стеклах, возникающие при ионной имплантации
1.3.1. ЭПР радиационных парамагнитных дефектов в имплантированных кварцевых стеклах
1.3.2. Радиационные парамагнитные дефекты в имплантированных силикатных и боросиликатных стеклах
1.3.3. Имплантация переходных элементов
Заключение к главе
ГЛАВА 2. Методика эксперимента и моделирование спектров ЭПР
2.1. Постановка задачи
2.2. Особенности экспериментальной методики
2.2.1. Исследуемые образцы
2.2.2. Методика эксперимента
2.3. Алгоритм компьютерного моделирования спектров ЭПР

ГЛАВА 3. ЭПР точечных дефектов, индуцированных ионной имплантацией в оксидных и фторидных стеклах
3 Л .Радиационные дефекты типа Е'-центра в кварцевых стеклах
3.2. Радиационные дефекты в имплантированных силикатных и боросиликатных стеклах
3.3. Радиационные дефекты в имплантированных бинарных и многокомпонентных фосфатных стеклах
3.4. Радиационные дефекты в имплантированных боратных стеклах
3.5. Молекулярный ион кислорода Оз как доминирующий дефект в имплантированных оксидных стеклах
3.6. Парамагнитные дефекты, индуцированные ионной имплантацией во фторидных стеклах
Заключение к главе
ГЛАВА 4 Парамагнитные центры, связанные с имплантацией непереходных элементов
4.1. Центры от молекул N02 в имплантированных оксидных стеклах
4.2. Центры в оксидных стеклах, связанные с углеродом
4.3.Парамагнитные центры, связанные со свинцом в оксидных стеклах
Заключение к главе
ГЛАВА 5. ЭПР оксидных и фторидных стекол, имплантированных
переходными элементами
5.1. ЭПР в Си-имплантированных оксидных стеклах
5.2. ЭПР Мп++ и образование антиферромагнитных включений в оксидных и фторидных стеклах, имплантированных Мп+
5.3. Кварцевое и многокомпонентные оксидные стекла, имплантированные кобальтом
5.3.1.Кварцевое стекло
5.3.2. Мнонгокомпонентные оксидные стекла

5.4. Образование нанокомпозитов в стеклах, имплантированных
переходными элементами
5.4.1. Шпинель Г^Сг204
5.4.2. Халькогенидные шпинели
Заключение к главе
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ГЛАВА 3. ЭПР точечных дефектов, индуцированных ионной имплантацией в оксидных и фторидных стеклах
ЗЛ.Радиационные дефекты типа Е'-центра в кварцевых стеклах
Диски или пластины кварцевого стекла толщиной 0,1 см имплантировались при комнатной температуре ионами В+ (энергия Е = 100-200 кэВ, доза Б = 1016-ЗхЮ17 ионов/см2), Б+ (Е = 100 кэВ, Б = 6хЮ15 - 3x1017 ионов/см2), 29Б1+(Е = 150 кэВ, Б = 5х10'6 - 1x10'7 ионов/см2), Р+ (Е = 100 - 380 кэВ, Б = 6хЮ15 -1 х 1018 ионов/см2), Аг+ (Е = 120 кэВ, Б = 1017 ионов/см2), Си+ (Е = 30 - 300 кэВ, Б = 6х 1014 - 6х 1016 ионов/см2), У+ (Е = 200 кэВ, Б = 6хЮ15 - 6хЮ17 ионов/см2), Ag+ (Е = 300 кэВ, Б = 1016 ионов/см2), БЬ+ (Е = 120 кэВ, Б=1016 ионов/см2).
На рис. 1 представлены наиболее типичные спектры ЭПР кварцевых стекол, имплантированных различными ионами. Один из них (рис.1(а)) узкая анизотропная линия наблюдалась для большинства образцов в спектрах, записанных при низкой микроволновой мощности (<2 мВт) и малой амплитуде высокочастотной модуляции (А<0,1 мТ). Другой типичный сигнал показан на рис. 1(6). Он представляет собой узкую, почти изотропную линию с g=2,0005±0,0005 и шириной между экстремумами производной АН ~ 0,3+0,4 мТ, на которую при низкой микроволновой мощности накладывается узкая анизотропная линия.
На рис.2 представлена зависимость формы линии узкой изотропной линии от дозы облучения кварцевого стекла для иона В+ (Е = 100 кэВ), в сопоставлении с теоретическими гауссовыми и лоренцевыми линиями. Из этого рисунка следует, что с увеличением дозы происходит постепенное поднятие "крыльев" экспериментального сигнала, а затем эти "крылья" превращаются в перегибы (рис. 2(в)) при дозе ЗхЮ17 см'2. Такая форма указывает на то, что наблюдаемые сигналы являются суперпозицией узкой изотропной линии и более широкой линии (обозначенной Б). Однако точно определить g-фaктop последней трудно, так как обе линии не исчезают полностью даже при высокой микроволновой мощности (рис. 1(в)).