Модификация оптических свойств оксида цинка имплантацией ионов кобальта

Abstract

Представлены оптические спектры пропускания и отражения монокристаллических пластинок оксида цинка (ZnO), имплантированных ионами Co+ с энергией 40 кэВ в интервале доз (0.5-1.5)∙1017 см-2. В имплантированных образцах наблюдаются три полосы поглощения: λ1 = 567, λ2 = 610 и λ3 =660 нм, которые сдвигаются в длинноволновую область с увеличением дозы имплантации. Коэффициент отражения при регистрации с имплантированной стороны пластинки ZnO монотонно возрастает с увеличением дозы. При регистрации спектров отражение с обратной (не имплантированной стороны) на краю оптического пропускания регистрируется скачок отражения. Эволюция оптических свойств пластинок ZnO c ростом дозы имплантации обсуждается в рамках модели формирования в облученном слое ZnO твердого раствора замещения ионов внедренной примеси и наноразмерных включений металлического кобальта = We present optical transmittance and reflection spectra of single zinc oxide (ZnO) plates implanted with 40 keV Co+ ions in the dose range of (0.5-1.5) × 1017 ion/cm. Three absorption bands have been observed in visible range of transmission spectra at wavelength of λ1 = 567, λ2 = 610 and λ3 = 660 nm, respectively, after cobalt ion implantation. Band positions shift to the long-wave region with an increase in the implantation dose. The reflection coefficient taken on the implanted side of ZnO plate monotonically increases with increasing dose. Reflection jump at the edge of the optical transmission is observed when the reflection spectra are taken on the inverse (not implanted) side of ZnO plates. The evolution of the optical properties of ZnO plates with increasing implantation dose is discussed in the framework of the model for the formation of a solid solution of Co2+ions and nanoscale inclusions of metallic cobalt in the irradiated layer of ZnO crystal