Исследование поверхностных слоев титаната бария ($\mathrm{BaTiO}_3$), имплантированного ионами кобальта

Монокристаллические пластинки $\mathrm{BaTiO}_3$ были имплантированы быстрыми ионами $\mathrm{Co}^+$ с высокими дозами с целью формирования мультиферроика. Элементный состав, морфология поверхности, оптические и магнитные свойства имплантированных пластинок $\mathrm{BaTiO}_3$ исследовались методами сканирующей электронной микроскопии, оптической спектроскопии и индукционной магнитометрии. После имплантации исходно прозрачные пластинки титаната бария приобретают сероватый оттенок, что связано с радиационным повреждением их кристаллической структуры, и характерный металлический блеск, обусловленный преципитацией имплантированной примеси в форме наноразмерных частиц металлического кобальта. С ростом дозы имплантации пластинки $\mathrm{BaTiO}_3$ проявляют последовательно суперпарамагнитный и ферромагнитный отклики при комнатной температуре с магнитной анизотропией, характерной для тонкой магнитной пленки. Последующий термический отжиг в атмосфере воздуха ведет к восстановлению кристаллической структуры, подавляет ферромагнетизм и окрашивает исследуемые образцы в желтоватые тона. После отжига при температуре выше $450^\circ$ C на поверхности пластинок $\mathrm{BaTiO}_3$ наблюдается формирование развитого рельефа в виде возвышенностей и углублений нанометрических размеров, что обусловливает значительное снижение отражательной способности образцов в ультрафиолетовой области спектра.