空心纳米颗粒捕获离子形成三层结构纳米颗粒的离子注入法制备、形成机理及性能研究

将Ag+、Cu+、Fe+、Zn+等离子注入到非晶SiO2、单晶MgO等衬底中，通过控制注入离子的能量、剂量、束流强度、退火时间和温度等实验条件，在衬底中形成空心结构纳米颗粒。在此基础上，选择与已注入元素相同或相异的注入离子，调节其注入能量和剂量，继续注入到已形成空心纳米颗粒的样品中，使空心纳米颗粒捕获离子形成小纳米颗粒，从而构成三层结构纳米颗粒。分析三层结构纳米颗粒形成的阈值条件，用透射电镜观察不同条件下制备的三层结构纳米颗粒的微结构特征，判别内核与外壳层是由同种还是异种元素组成，证实内核是由壳层原子被撞入空洞而聚集还是空心纳米颗粒捕获后注入离子而构成，结合分子力学模拟计算，分析其形成的机理，研究其结构稳定性。测试含三层结构纳米颗粒材料的宏观特性，分析并阐述纳米颗粒微结构与其宏观性能之间的关系。本项目的研究对于揭示纳米结构的形成机理以及用离子注入方法调制纳米颗粒的结构和性能具有重要的指导