摘要：针对蓝宝石有序纳米结构的制备,使用微波回旋共振离子源,研究了低能Ar＋离子束在不同参数下刻蚀蓝宝石（C向）表面形成的自组织纳米结构及其光学性能。结果表明,当离子束入射能量为1200 e V、束流密度为265μA/cm2时,随着入射角度的增大（5°~40°）,样品表面出现点状自组织纳米结构,该结构的有序性较差;当增加角度到45°时,样品表面出现了有序的条纹结构,在45°~70°时,增大离子束入射角度,样品表面沿离子束入射方向出现柱状结构,而在垂直于离子束入射方向,样品表面呈现出有序的条纹结构;随着离子束入射角度的增加,样品表面的纳米条纹结构的特征波长先减小（45°~60°）后逐渐增大（60°~70°）,在60°附近,特征波长达到极小值,约为21.1 nm。在70°~75°时,样品表面呈现纵横比较大的纳米点状结构。增加离子束的作用时间,样品表面的纳米结构纵向尺寸增大,有序性增加,但纳米结构横向周期基本不变。有序纳米结构的出现使得样品的透射率得到提升。自组织结构变化是溅射粗糙化和表面驰豫机制相互作用的结果。

关键词：材料 自组织纳米结构 低能离子束刻蚀 蓝宝石 表面形貌 

单位：西安工业大学光电学院 陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室 陕西西安710032