高能铁离子辐照二氧化硅玻璃产生的缺陷研究

摘要

室温下用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱和电子顺磁共振技术测量分析1.157 GeV56Fe离子辐照的二氧化硅玻璃,研究了高能重离子辐照产生缺陷的规律.紫外-可见吸收光谱测量结果显示,高能铁离子辐照产生了包括E'心、非桥连氧空穴心(NBOHC)和缺氧心ODC(Ⅱ)在内的多种缺陷结构.随着离子辐照量的增加,各类缺陷的数量逐渐增大并在高辐照量时趋于饱和.用单离子饱和损伤模型对实验结果进行拟合,获得了各类缺陷的产生截面在90-140 nm2.根据缺陷相对数量的变化关系探讨了E心和NBOHC的产生机制.荧光光谱显示,当以5 eV的紫外光激发辐照样品时,观测到三个荧光发射峰,分别位于4.28 eV(α带)、3.2 eV(β带)和2.67 eV(γ带),α带和γ带的存在证实辐照产生了ODC(Ⅱ)缺陷.实验发现β带是二氧化硅玻璃中的一种固有缺陷,高能离子辐照可使其部分脱色.电子顺磁共振测量进一步证实了E'心的产生规律.