高能重离子辐照制备碳氮化合物材料研究

摘要

室温下,先用100-120 keV的N离子注入类金刚石薄膜和石墨中,注入剂量5×1017至5×1018 cm-2,再用高能Xe、U、C60离子分别辐照注氮后的样品,然后用显微FTIR和Raman、XRD/XPS等手段进行分析表征,研究了实验样品中由辐照引起的新化学键和新相的产生.实验结果显示,高能重离子辐照可在所有样品中产生大量的CN键,高N浓度和大密度能量沉积导致sp3/sp2键比率的增加以及形成α-和β-C3N4必需的N-sp3C键的量的增加.C60离子辐照在注氮石墨样品中引起了ta-C、N=sp2C和N-sp3C键的形成;而高能离子辐照在注氮类金刚石薄膜样品中产生了α-和β-C3N4晶态夹杂物,其尺寸在1.4-3.6 nm之间.