Структурные и оптические характеристики силикатного стекла, имплантированного ионами меди

Abstract

Методами атомно-силовой микроскопии, склерометрии, индентирования, измерения спектров отражения и пропускания исследовано углеродсодержащее силикатное стекло, имплантированное ионами меди. Показано, что имплантация Cu+ приводит к появлению на поверхности стекла конусообразных структур и увеличению шероховатости. Наблюдается также снижение измеренной методом индентирования микротвердости и изменение формы отпечатков, что обусловлено процессами радиационной деструкции за областью пробега ионов. Обнаружена немонотонная зависимость поверхностного плазмонного резонанса (ППР) от дозы имплантации. ППР максимально проявляется в образце с дозой 7,5∙1016 см-2, это обусловлено тем, что медь формирует в стекле близкие к сферическим наночастицы с резкими границами. Увеличение дозы имплантации приводит к размытию границ наночастиц, что ухудшает условия возникновения ППР..= Carbon-containing silicate glass implanted with copper ions was studied by methods of atomic force microscopy, sclerometry, indentation, measurement of reflection and transmission spectra. It is shown that the implantation of Cu+ leads to the appearance of cone-shaped structures on the glass surface and an increase in the roughness. A decrease in the microhardness measured by the indentation method and a change in the shape of the prints are also observed, which is due to the processes of the radiation destruction beyond the ion range. A nonmonotonic dependence of the surface plasmon resonance (SPR) on the dose of implantation was found. It was maximal in the sample with 7,5∙1016 cm-2. This is due to the fact that at this dose, copper forms in the glass close to spherical nanoparticles with sharp boundaries. An increase in the dose of implantation leads to blurring of the boundaries of nanoparticles, which worsens the conditions for the appearance of SPR.