​蓝宝石晶体表面的变化（二）

蓝宝石晶体表面的变化（二）

表面临近层的成分在电子照射下可能变化. 氧离子的部分损失导致铝离子的过量. 

蓝宝石样品用 6 keV Ar+离子稀释液伴随着无定形表面层的形成. 随后在电子显微镜中的照射导致非平衡相 γ-Al2O3的出现[5]. 

在 IR 区 3,450 cm-1(2.1•1019个质子/cm2) 和 2,570cm-1(1.7•1019个氘核/cm2)处的吸收带归于在表面临近层内羟基(氘基)的形成, 表秒临近层的深度由离子能和量决定. 

表面的吸湿性(Hygroscopicity)用 15 keV H+, D+, He+离子在超过 2•1017个离子/cm2的剂量照射后确定[6]. 

由于空位与氢之间的键合, 所以氢离子照射了的表面临近层内形成了气泡(blisters)(含气的孔). 当氢浓度高于 1018cm-2 时, 气泡的密度达到饱和态. 在孔内和加热下氢的氢压力的一定临界值下, 在蓝宝石中观察到了氢的热活·化解吸附(起泡)[7]. 表面起泡的抗力在(1010)面zui高, (0001)面居中而(1012)面zui低. 该抗力由面间距决定而不是原子的密度. 

表面氧离子轰击也可以导致在表面临近层中氧气泡形成[8]并在表面出现过量铝. 

由 1H, 12C, 14N, 24Mg 和 40Ar 离子(100-500 keV, 1016cm-2剂量)的掺入导致的表面临近层块体内的变化由晶格的各向异性来定义. 沿着 C 轴方向观察到了更大的膨胀. 

结构中的改变(Changes in the structure). O+照射(200keV 能量,5•105 cm-2 剂量)和在真空1,170 K退火30分钟后, 观察到具有~5•1015cm-3密度的小位错环(30 nm). 随着退火时间的增加, 位错环密度降·低两个数量级, 而出现了点缺陷复合体(在电子显微镜中这些复合体为~15 nm 的黑点)[9]. 

表面吸附的原子和基体离子的解吸附由电子和中子照射激发.

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