MeV 离子注入对金刚石结构的改性
材料科学
2016-08-26 v1
摘要
我们展示了实验结果和数值模拟，以研究离子注入单晶金刚石的结构-力学性能的改性。使用唯象模型推导了一个解析表达式，用于描述质量密度和弹性性质随晶体中损伤密度的变化。这些关系与 SRIM 蒙特卡罗模拟一起应用，以建立有限元模拟，用于确定 MeV 离子注入金刚石样品的内部应变和表面形变。通过与高分辨率 X 射线衍射和白光干涉轮廓术实验的比较，验证了结果。前者在 180 keV B 注入的金刚石样品上进行，以确定诱导的结构变化，包括晶格间距和无序度；后者在 1.8 MeV He 注入的金刚石样品上进行，以测量表面隆起。还通过在 1000 ℃ 退火后进行相同的轮廓测量，并用适当修改的解析模型对获得的趋势进行建模，评估了热处理对受损金刚石结构-力学性能演变的影响。结果允许开发一个连贯的模型，描述 MeV 离子诱导损伤对单晶金刚石结构-力学性能的影响。特别是，我们提出了一种更可靠的方法来确定所考虑的注入类型的所谓金刚石“石墨化阈值”。
引用
@article{arxiv.1608.07176,
title = {Modification of the structure of diamond with MeV ion implantation},
author = {F. Bosia and N. Argiolas and M. Bazzan and P. Olivero and F. Picollo and A. Sordini and M. Vannoni and E. Vittone},
journal= {arXiv preprint arXiv:1608.07176},
year = {2016}
}
备注
19 pages, 4 figures