Octahedral conversion of a‐SiO2 host matrix by pulsed ion implantation
Octahedral conversion of a‐SiO2 host matrix by pulsed ion implantation
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脉冲离子注入 aâSiO2 主基质的八面体转化
DOI：
10.1002/pssb.201552103
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发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
H.-J. Fitting
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
D.A. Zatsepin;A.F. Zatsepin;D.W. Boukhvalov;E.Z. Kurmaev;N.V. Gavrilov;N.A. Skorikov;A. von Czarnowski;H.-J. Fitting
给出了脉冲注入[Mn+]和[Co+，Mn+]离子后a-SiO2基质材料的X射线光电子能谱（XPS）测量结果以及DFT-计算结果。单[Mn+]和双[Co+，Mn+]脉冲离子注入a-SiO2（E= 30 keV，D= 2× 1017 cm −2）的XPS Si 2 p和O 1分数能级相对于未处理的a-SiO2有低能位移。结果表明，硅镁石的XPS Si 2 p和O 1 s与石英的XPS Si 2 p和O 1 s有相似的变化。这意味着脉冲离子注入引起局部高压效应，导致在-SiO2主体中出现SiO 6-结构单元，形成“stishovite-like”局部原子结构。这个过程可以在SiO2主体基质中从四重“类石英”到六重“类硅镁石”高压相的电子键合转变中描述。发现这种八面体转换依赖于注量，并从D = 3× 1016 cm −2以上的剂量开始。
The results of measurements of X‐ray photoelectron spectra (XPS) of a‐SiO2host material after pulsed implantation with [Mn+] and [Co+, Mn+] ions as well as DFT‐calculations are presented. The low‐energy shift is found in XPS Si 2pand O 1score‐levels of single [Mn+] and dual [Co+, Mn+] pulsed ion‐implanted a‐SiO2(E= 30 keV,D= 2×1017cm−2) with respect to those of untreated a‐SiO2. Similar changes are found in XPS Si 2pand O 1sof stishovite compared to those of quartz. This means that the pulsed ion implantation induces the local high pressure effect that leads to the appearance of SiO6‐structural units in a‐SiO2host, forming “stishovite‐like” local atomic structure. This process can be described within an electronic bonding transition from the fourfold “quartz‐like” to sixfold “stishovite‐like” high‐pressure phase in the SiO2host matrix. It is found that such octahedral conversion depends on the fluence and starts with doses higher thanD= 3×1016cm−2.
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