离子注入石墨中磁性缺陷的研究

本课题组要在以往工作的基础上，以高定向热解石墨(HOPG)，作为本项目的研究基底，主要利用同步辐射软X射线近边吸收谱NEXAFS(X射线透射显微成像STXM线站)和掠入射X射线衍射GIXRD（同步辐射XRD线站）技术，结合原位变温观测和宏观磁性测量，较系统的研究碳离子注入碳基材料中形成缺陷类型的种类、磁性特征、热稳定性以及石墨结构变化等问题，以进一步揭示缺陷类型与磁性的关联性和磁性缺陷的形成和作用机制，澄清科学界对离子注入石墨形成磁性缺陷的争论，为碳基材料磁有序的形成理论提供重要线索。

本项目以高定向热解石墨（HOPG）为研究基底，使用四种不同能量和剂量的12C+离子对其进行辐照，主要利用拉曼光谱、电子自旋共振、同步辐射X射线近边吸收谱、掠入射X射线衍射等技术，结合原位变温观测和宏观磁性测量，较系统的研究了12C+离子注入HOPG中形成缺陷类型的种类、磁性特征、热稳定性以及石墨结构变化等问题。近边吸收谱中283eV的共振峰明显随磁性变化趋势一致，由此可以推断，在C K-边的283eV的共振峰与离子注入所产生的空位缺陷密切相关，该结果也表明，由缺陷所引起的费米面附近的电子态变化是碳材料铁磁性的根源。本研究更进一步的揭示了辐照缺陷与磁性的关联性，以及磁性缺陷的形成和作用机理，澄清了科学界对离子注入石墨形成磁性缺陷的争论，为碳基材料磁有序的形成理论提供了重要线索。