Fullerene nanostructure design with cluster ion impacts

0336186 - ÚJF 2010 RIV NL eng J - Journal Article
Lavrentiev, Vasyl - Vacík, Jiří - Naramoto, H. - Narumi, K.
Fullerene nanostructure design with cluster ion impacts.
[Tvarování nanostruktury fullerenových vrstev pomocí ozáření iontovými klastry.]
Journal of Alloys and Compounds. Roč. 483, - (2009), s. 479-483. ISSN 0925-8388. E-ISSN 1873-4669
R&D Projects: GA AV ČR IAA200480702; GA AV ČR IAA400100701; GA AV ČR(CZ) KAN400480701
Institutional research plan: CEZ:AV0Z10480505
Keywords : fullerene films, clusters C60+ * cluster ion implantation * patterning
Subject RIV: BG - Nuclear, Atomic and Molecular Physics, Colliders
Impact factor: 2.135, year: 2009

The 50 keV C60+ cluster ions have been applied for modification of the C60 film structure. The modification is found to be sensitive to the ion dose. The cluster ion irradiation with the doses lower than 25×1014 ions/cm2 leads to formation of the pyramid-like nanodots on the film surface. In parallel, Raman spectra show the C60 quality improvement in solid state suggesting film purification from the small CxHy radicals. The irradiation with the doses higher than 25×1014 ions/cm2 activates evident carbon sputtering. The high-dose irradiation also drastically changes the surface nano-pattern yielding the aligned elongated nano-objects. Raman and AFM analysis identifies the nano-objects as the C60 polymeric chains. Formation of the C60 polymeric chains is referred to the effect of shockwaves generated by the C60+ cluster impacts.

Iontové klastry C60+ s energií 50 keV byly použity pro modifikaci tenké struktury fullerenů. Ukázalo se, že modifikace vrstvy je radiačně citlivá vzhledem k fluenci klastrů. Bombardování s fluencí menší než 25×1014 ions/cm2 vede k formování povrchových nanoteček (nanodots) s pyramidálním tvarem. Analýza Ramanovskou spektroskopií u těchto vzorků ukázala na zvýšení kvality vrstvy fullerénů, což naznačuje, že při bombardování dochází k purifikaci povrchu od radikálů CxHy. Ozáření s fluencí vyšší než 25×1014 ions/cm2 aktivuje efektivní odprašování uhlíku. Ozáření s vysokou fluencí vede take k tvorbě vyrovnaných protáhlých nanoobjektů. Analýzy pomocí Ramanovské spektroskopie a AFM identifikuje tyto nanoobjekty jako lineárně polymerizované fullerenové nanostruktury, jejichž formování je v důsledku šokové vlny dopadajících iontových klastrů C60+.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0180469