Іонна імплантація: поняття, принцип роботи, методи, призначення та застосування

Обробка поверхні

У деяких застосуваннях, наприклад для протезів, таких як штучні суглоби, бажано мати мету, дуже стійку і до хімічної корозії, і до зносу через тертя. Іонна імплантація використовується для конструювання поверхонь таких пристроїв для більш надійної роботи. Як і у випадку інструментальних сталей, модифікація мети, викликана іонною імплантацією, включає як поверхневе стиск, який запобігає розповсюдженню тріщин, так і легування, щоб зробити її більш хімічно стійкою до корозії.

Інші програми

Імплантація може бути використана для досягнення змішування іонних пучків, тобто змішування атомів різних елементів на межі розділу. Це може бути корисно для досягнення градуйованому поверхонь або посилення адгезії між шарами незмішувані матеріалів.

Формування наночастинок

Іонна імплантація може бути використана для індукції нанорозмірних матеріалів в оксидах, таких як сапфір і діоксид кремнію. Атоми можуть бути сформовані в результаті осадження або утворення змішаних речовин, які містять як іонно-імплантований елемент, так і підкладку.

Типові енергії іонного пучка, що використовуються для отримання наночастинок, знаходяться в діапазоні від 50 до 150 кев, а флюенс іонів — від 10-16 до 10-18 кв. див. Може бути сформована велика різноманітність матеріалів з розмірами від 1 нм до 20 нм і з композиціями, які можуть містити імплантовані частинки, комбінації, які складаються з катіона, пов’язаного з субстратом.

Речовини на основі діелектриків, таких як сапфір, які містять дисперсні наночастинки іонної імплантації металів, є перспективними матеріалами для оптоелектроніки та нелінійної оптики.