Colloidal graphites are widely used as components in the production of graphite mixtures and process lubricants in industry, as well as in electronics for the manufacture of field emission media for cold cathodes. It is known that the physical and chemical properties of such films are largely determined by the ratio of carbon concentrations in the sp2 and sp3 valence states in it. Therefore, methods for modifying graphite films that allow controlling the specified ratio of valence states are quite relevant. In this work, the effect of irradiation with N+, Ar+, He+ ions on the content of carbon atoms with sp2 and sp3 hybridization in carbon films obtained by aerosol spraying of a colloidal solution of the Graphite 33 brand onto glass substrates with a submicron layer of titanium nitride on the surface is studied. The films were irradiated with N+, Ar+, He+ ions with an energy of 7 keV and a current density of ~ 0.3 mA/cm2 at room temperature. An x-ray photoelectron spectroscopy study of the surface of these samples showed that bombardment with nitrogen ions causes disordering of sp2 graphite clusters and their subsequent transformation into sp3 structures. It has been established that the number of sp2 atoms decreases, while the content of carbon atoms with sp3 hybridization increases significantly.
Коллоидные графиты широко применяются в качестве компонентов при производстве графитовых смесей и технологических смазок в промышленности, а также в электронике для изготовления автоэмиссионных сред холодных катодов. Известно, что физико-химические свойства таких пленок в значительной степени определяются соотношением в ней концентраций углерода в валентных состояниях sp2 и sp3. Поэтому методы модификации графитовых пленок, позволяющие управлять указанным соотношением ва-лентных состояний, актуальны. В работе исследовано влияние облучения ионами N+, Ar+, He+ на содержание атомов углерода в состояниях sp2- и sp3-гибридизации в углеродных пленках, полученных с помощью аэрозольного распыления коллоидного раствора марки Graphite 33 на стеклянные подложки с субмикронным слоем нитрида титана на поверхно-сти. Пленки подвергнуты облучению ионами N+, Ar+, He+ с энергией 7 кэВ и плотностью тока ~ 0,3 мА/см2 при комнатной температуре. Исследование методом рентгеновской фо-тоэлектронной спектроскопии поверхности данных образцов показало, что бомбардировка ионами азота вызывает разупорядочение графитовых кластеров sp2 и их последующую трансформацию в структуры sp3. Установлено, что количество атомов в состоянии sp2-гибридизации уменьшается, а содержание атомов углерода в состоянии sp3-гибридизации значительно увеличивается.