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      Local Structural Properties of Co-ion-implanted ZnO Nanorods

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      We examined the local structural properties around Co and Zn ions in Co-ion-implanted ZnOnanorods by using an X-ray absorption fine structure (XAFS) analysis. Vertically-aligned ZnOnanorods were synthesized on Al2O3 substrates by using a catalyst-free...

      We examined the local structural properties around Co and Zn ions in Co-ion-implanted ZnOnanorods by using an X-ray absorption fine structure (XAFS) analysis. Vertically-aligned ZnOnanorods were synthesized on Al2O3 substrates by using a catalyst-free metal-organic chemicalvapordeposition. Co ions (Co+ and Co2+) with energies of 50 and 100 keV and fluxes of 1013 and1015 particles/cm2 were implanted in the ZnO nanorods, and the ion-implanted ZnO nanorods wereannealed at 400 - 650C. X-ray absorption near edge structure (XANES) analyses demonstratedthat the chemical valence state of the Co ions were mostly 2+. An extended XAFS (EXAFS)analysis revealed that the Co ions were mostly substituted at the Zn sites of ZnO nanorods at a Coionflux of 1015 particles/cm2. However, at a flux of 1013 particles/cm2, Co ions formed Co-O andCo-Co clusters. These results were in contrast to the Co distribution in Co-added ZnO predictedby using a Monte Carlo method.

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