Control of optical absorption of silica glass by Ag ion implantation and subsequent heavy ion irradiation

材料の光学特性のイオン注入による制御技術の開発を目的に、イオン注入装置を用いてシリカガラスに50-380 keVの銀イオンを注入し、その後、タンデム加速器により16MeV金イオン照射を行って、光吸収スペクトルとシリカ内に生成された銀ナノ粒子の形状に対する銀イオン注入効果、金イオン照射効果を、分光測定、電子顕微鏡観察により調べた。高注入量の200keV, 380keVＡｇイオン注入試料では、良く知られた400nm付近の表面プラズモン共鳴吸収ピークに加えて、600nm付近に光吸収ピークが現れ、空間密度の大きいＡｇ球状ナノ粒子が観測された。この結果から、600nm付近の光吸収は、Ａｇナノ粒子同士の相互作用によるものと結論付けた。Ａｇイオン注入後の金イオン照射により、400nm,600nmの吸収とも高波長側にシフトし（ブルーシフト）、吸収強度は低下した。電子顕微鏡観察の結果、Ａｇナノ粒子はＡｕイオン照射によって照射方向に延びて、その結果、Ａｇ粒子間の間隔が大きくなった。そのためにＡｇ粒子間相互作用が低下し、吸収ピークのブルーシフトが起こったと考えられる