七十年代以后,随着空间技术的发展,人们开始对α-Al₂O₃晶体辐照缺陷中的色心进行广泛的研究。在大量研究的各种色心中,了解最彻底的为α-Al₂O₃晶体中的F心和F⁺心;对α-Al₂O₃的离子注入掺杂研究中,主要是用各种金属单质离子,采用化合物离子尚未见报道。本论文工作就采用化合物离子CuCl⁺注入α-Al₂O₃,研究由此引起的色心行为,并对退火后的样品进行了SEM表面观察。主要工作和结果包括: 1.采用分子离子CuCl⁺离子注入α-Al₂O₃单晶,通过吸收谱以及荧光谱的测量,结果发现不同晶向的α-Al₂O₃晶体在不同注入条件下在高能端均有强烈的吸收。对吸收谱进行了高斯拟合以及荧光谱的分析确认,CuCl⁺离子注入α-Al₂O₃晶体产生的色心缺陷主要是阴离子色心,如F心、F⁺心、F₂心、F₂⁺心以及F₂⁺²心。 2.对注入后的试样在还原气氛下退火,对退火后的样品进行了光吸收谱及荧光谱的测量。结果发现与退火前相比,其吸收强度有不同程度的下降。证明了相应的色心数目因退火而减少了。我们还发现色心的减少很大程度取决于注入条件、晶向和退火温度。 3.对CuCl⁺离子注入α-Al₂O₃晶体退火后表面进行了SEM形貌观察。在样品表面所拍的照片中我们可以明显地观察到亚微米颗粒的存在,颗粒的大小也与注入条件,晶向和退火温度有关系。可以预计,合适的退火温度能在试样表面形成纳米颗粒。 4.通过对氧化物晶体退火色心消除情况的比较,发现离子注入在共价型氧化物晶体中产生的色心缺陷不易通过退火消除,而离子型的正相反。