[发明专利]借助聚焦离子束的突出标记

说明书

本发明提供了一种在固态材料的经抛光小面的外表面上形成一个或一个以上突出部的方法，所述方法包含步骤：以使顶部表面材料突出的方式朝向固态材料的经抛光小面的外表面施加聚焦惰性气体离子束局部辐射；其中来自所述聚焦惰性气体离子束的所辐射聚焦惰性气体离子穿透所述固态材料的所述经抛光小面的所述外表面；以及其中所辐射聚焦惰性气体离子在一压力下造成所述固态材料在所述外表面下方的固态晶格内的膨胀应变以引起固态晶格的膨胀，且在所述固态材料的所述经抛光小面的所述外表面上形成突出部。

技术领域

本发明涉及在固态材料上提供标记的方法。特定来说，本发明涉及在例如宝石等固态材料的表面上提供标记，进而所述标记并不光学可见。

背景技术

对固态材料进行标记，特别是珍贵宝石或类似物，例如在鉴定或质量标记，则可能需要。对于宝石的标记，希望以某一方式执行标记，使得不会损坏宝石或使任何损坏最小化，保存宝石的完整性，不发生明显质量损失，无化学残留物剩余，且标记不会有损宝石的清晰度或颜色。

对于装饰性宝石，标记技术应对裸眼不可见，以便从美学观点来看不会有损宝石的质量，因为可见的识别标记可能减损视觉效果而导致宝石的贬值。

蚀刻、雕刻和微研磨工艺的技术存在于现有技术中，这些可能影响宝石的完整性和质量，且可能视觉上不合意。此外，这些工艺导致某一量的材料损失，这也可能视觉上不合意。

其它标记技术也存在于现有技术中，包含例如美国专利US6,391,215B1中揭示的技术，其中将信息标记施加到钻石或碳化硅宝石的经抛光小面，其中用导电层涂覆宝石。所述导电层防止宝石变得带电，且用聚焦离子束形成标记，进而烧蚀表面的一部分达必要的深度，且随后利用强力氧化剂清洗施加标记的表面。

发明内容

发明的目的

因此，本发明的目的是提供一种在固态材料上提供标记的方法以及其上具有所述标记的固态材料，它克服了或至少部分改善了与现有技术相关联的至少一些缺陷。

发明内容

在第一方面中，本发明提供一种在固态材料的经抛光小面的外表面上形成一个或一个以上突出部的方法，所述方法包含步骤：

(i)以使顶部表面材料突出的方式朝向固态材料的经抛光小面的外表面施加聚焦惰性气体离子束局部辐射；

其中来自所述聚焦惰性气体离子束的所辐射聚焦惰性气体离子穿透所述固态材料的所述经抛光小面的所述外表面；以及

其中所辐射聚焦惰性气体离子在一压力下造成所述固态材料在所述外表面下方的固态晶格内的膨胀应变以便引起固态晶格的膨胀，且在所述固态材料的所述经抛光小面的所述外表面上形成突出部。

优选地，所述聚焦惰性气体离子束具有5keV到50keV的范围内的束能量和1fA到200pA的范围内的探测电流。

所述固态晶格可呈单晶体、多晶体或非晶态的形式，且所述固态材料是在环境温度和从大气到高真空的压力下呈固态形式的材料。

优选地，所述固态材料是宝石。更优选地，所述固态材料是选自包含钻石、红宝石、蓝宝石、翡翠、珍珠、玉或类似物的群组的材料。

聚焦惰性气体离子束是可选自周期表的VIII族中的任何惰性气体的离子源。

优选地，固态材料的经抛光小面具有小于50nm的平均表面粗糙度。

优选地，突出部具有成纳米或微米数量级的平均宽度，以及成纳米或微米数量级的平均高度。

从所述固态材料的所述外表面到所述外表面下方的所辐射惰性气体累积的区域的距离优选在1nm到100μm的范围内。