65 keV硅离子束注入对氧化铁薄膜结构与光学性质的影响及其光电应用潜力

来自研究人员团队的研究报道了65 keV Si离子束注入对赤铁矿(α-Fe2O3)薄膜的影响。通过GI-XRD和Raman光谱证实表面原子位移加剧并诱导晶格无序化，高注量(1×1016 ions/cm2)导致更显著非晶化。RBS分析显示注入Si离子深度渗透并形成(Fe/Si)O非化学计量氧化物界面。紫外区吸光度与注量无关而可见区可变，多重带隙(2.41–2.43 eV和4.69–4.77 eV)及折射率变化(1.95–2.57)表明其在光学器件中的应用潜力。

　　

研究揭示了65千电子伏特(keV)硅(Si)离子束注入对赤铁矿(α-Fe₂O₃)薄膜的结构与光学特性影响。通过掠入射X射线衍射(GI-XRD)分析发现，薄膜表面原子位移程度加剧，并激发晶格结构无序化。较高注量(1×10¹⁶ ions/cm²)注入的薄膜表现出更显著的表面非晶化特征。GI-XRD与拉曼光谱(Raman)结果表明注入的硅离子在表面结构中被氧化形成二氧化硅(SiO₂)。卢瑟福背散射谱(RBS)分析显示硅离子从表面深层渗透并沉积于薄膜内部，同时在薄膜与基底界面处形成非化学计量的(Fe/Si)O氧化物。光学吸收谱在紫外区呈现注量无关特性，而在可见光区吸光度随注量变化。多重带隙能量(2.41–2.43 eV和4.69–4.77 eV)的存在表明薄膜内存在多层/界面结构，折射率变化范围(1.95–2.57)则预示该材料在光电器件与光学滤光片中的应用潜力。