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摘要
使用微波回旋共振离子源刻蚀蓝宝石(C向)表面,引入金属不锈钢杂质,研究了不同靶距处蓝宝石表面自组织纳米结构的演化规律及光学性能。采用原子力显微镜来观察样品表面的形貌变化,Taylor Surf CCI 2000白光干涉表面测量仪测量蓝宝石样片表面的粗糙度;选择X射线光电子能谱对样品表面的化学成分进行了表征。实验结果表明:当离子束能量为1 000 eV,束流密度为487μA/cm2,入射角度为65°,刻蚀时间为60 min,蓝宝石样片与杂质靶距离从1 cm增加到4 cm时,样片表面出现岛状结构并逐渐演变为连续的条纹结构。同时,自组织纳米结构随靶距增加,有序性增加,纵向高度逐渐减小,空间频率基本不变。刻蚀后样品表面的金属杂质残留很少,微结构的形成对蓝宝石具有增透作用。在离子束溅射过程中,岛状结构的出现促进了样品表面条纹纳米结构的生长,破坏了纳米结构的有序性。
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