Formation of TiOF compounds in fluorine-implanted TiO

TiOへのFイオン注入によるTiOF化合物の形成

八巻 徹也; 住田 泰史; 山本 春也

Yamaki, Tetsuya; Sumita, Taishi; Yamamoto, Shunya

本研究では、TiOルチル単結晶に対する200 keV Fイオン注入とその後の熱アニールの効果について調べた。注入試料を573K及び873K,各5時間,等時アニールすることによって、飛程付近の照射損傷は消失しTiO本来の結晶構造がほぼ回復した。このアニールプロセスと同時に、注入されたFが表面へ優先的に拡散することがわかった。アニール後の試料に対するX線光電子分光スペクトルを解析することによって、高濃度にFドープされたTiOF (x=0.0039)が表面に形成されていることが明らかになった。

We showed the effects of 200 keV F implantation in TiO rutile single crystals followed by the thermal annealing. The isochronal annealing at 573 and 873 K for 5 h for each step led to the formation of an F-doped TiO phase, along with the recovery of the radiation damage and the simultaneous impurity diffusion. This phase was identified to be a TiOF compound with x = 0.0039 in the outmost region as determined by X-ray photoelectron spectroscopy (probably the first few atomic layers). The fluorination of TiO leads to interesting characteristics and opens avenues towards photoelectronic films with various applications. In addition, our method enabled dopants to be introduced in a controlled manner at specific locations to realize impurity concentration gradients in TiO.