Logo BSU

Please use this identifier to cite or link to this item: https://elib.bsu.by/handle/123456789/233919
Title: Имплантация ионов железа в рутил (TiO2) при высокой температуре
Other Titles: High Temperature Implantation of Iron Ions into Rutile (TiO2) / Iskander Vakhitov, Amir Gumarov, Nikolay Lyadov, Max Doebeli, Lenar Tagirov, Rustam Khaibullin
Authors: Вахитов, И. Р.
Гумаров, А. И.
Лядов, Н. М.
Добели, М.
Тагиров, Л. Р.
Хайбуллин, Р. И.
Keywords: ЭБ БГУ::ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТОЧНЫЕ НАУКИ::Физика
Issue Date: 2019
Publisher: Минск : БГУ
Citation: Взаимодействие излучений с твердым телом = Interaction of Radiation with Solids : материалы 13-й Междунар. конф., Минск, Беларусь, 30 сент. – 3 окт. 2019 г. / редкол.: В. В. Углов (отв. ред.) [и др.]. – Минск : БГУ, 2019. – С. 224-227.
Abstract: Однозарядные ионы железа с энергией 40 кэВ были имплантированы в (001)-ориентированные монокристаллические пластинки TiO2 с дозой 1.5×10 17 ион/см2 при повышенной (900 K) температуре облучаемой подложки. Полученные нанокомпозитные слои на основе TiO2 с имплантированной примесью железа были исследованы методами сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), резерфордовского обратного рассеяния (РОР), рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС), а также индукционной магнитометрии. Согласно данным РОР и РФЭС, имплантированная примесь железа располагается в решетке рутила в междоузельных позициях в различном валентном состоянии и имеет двугорбую функцию глубинного распределения с протяженным “хвостом” концентрации вплоть до глубины 500 нм. Магнитные измерения показывают, что имплантированные железом образцы проявляют суперпарамагнитное поведение при комнатной температуре. Полученные результаты обсуждаются с учетом формирования композитных наночастиц на основе железа: металлическое ядро/оксидная оболочка и быстрой диффузии примеси железа вдоль структурных каналов во время ионного облучения.
Abstract (in another language): Single-charged Fe ions with energy of 40 keV were implanted into (001)-oriented single crystal rutile TiO2 plates with a fluence of 1.5×10 17 ion/cm2 at elevated temperature (900 K) of substrate. The obtained TiO2 based nanocomposite layers with implanted iron impurity were investigated by scanning electron microscopy (SEM), Rutherford backscattering spectrometry (RBS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and coil magnetometry. The implanted iron impurity exhibits a double-humped depth distribution function with a “tail” of concentration extended into the sample’s volume, according to RBS and XPS analysis. The first concentration peak was attributed to the formation of superparamagnetic nanoparticles with a complex composition: magnetic core (Fe0) - nonmagnetic shell (Fe2O3) in the irradiated surface layer of rutile. Ion-synthesized nanoparticles with a complex composition cause superparamagnetic behavior of samples at room temperature. The second concentration peak is formed as a result of impurity diffusion along structural channels in rutile and is caused by accumulation process of impurity in the form of metallic iron atoms at the interface: the implanted/non-implanted region of rutile. The “tail” of the iron impurity distribution function is related to the deepend metal atoms which are localized in the structural channels of rutile.
Description: Секция 3. Модификация свойств материалов = Section 3. Modification of Material Properties
URI: http://elib.bsu.by/handle/123456789/233919
ISSN: 2663-9939
Sponsorship: Работа выполнена при финансовой поддержке Казанского (Приволжского) федерального университета и РФФИ (проект №18-32-01039 мол_а) с использованием оборудования ФЦКП ФХИ КФУ.
Appears in Collections:2019. Взаимодействие излучений с твердым телом = Interaction of Radiation with Solids

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
224-227.pdf453,47 kBAdobe PDFView/Open
Show full item record Google Scholar



PlumX

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.