高剂量铂和钇离子注入Al2O3单晶的表面改性

摘要

研究了<0001>和<>晶向α-Al2O3单晶在高剂量的Y、Pt离子注入后产生的损伤,注入层的性能变化和退火行为.实验结果表明,在室温,171keV、1×1017/cm2Y离子注入的<>α-Al2O3单晶的表面层约有139nm厚被无定形化.而158keV、9×1017/cm2 Pt离子注入的<0001>α-Al2O3单晶的表面层不产生无定形,且实际离子注入进衬底的剂量只有2.65×1016/cm2,绝大部分在注入过程中被溅射掉.注入后其表面层的硬度提高了大约50%,表面层的电阻率降低了12个数量级.在空气中退火后形成了随机取向的纳米量级大小的Pt微晶,表面层的硬度也有所降低,但仍稍高于未注入的单晶硬度.