Phƣơng phỏp cấy ion dựa trờn nguyờn tắc sử dụng một năng lƣợng cao để cấy ion vào trong vật liệu. Nhúm nghiờn cứu của GS. A. Polman [99-100] đó thành cụng trong việc chế tạo vật liệu nano Si pha tạp Er3+ bằng phƣơng phỏp này. Đầu tiờn, ngƣời ta sử dụng một năng lƣợng 35 keV để cấy cỏc ion silic vào trong một lớp SiO2 dày 100 nm trờn bề mặt đế silic. Sau đú, mẫu này đƣợc ủ nhiệt ở 1100 oC với thời gian 10 phỳt trong chõn khụng để hỡnh thành cỏc nano tinh thể Si trong mạng SiO2. Cuối cựng, một năng lƣợng 125 keV đƣợc sử dụng để cấy ion Er3+
với nồng độ khỏc nhau vào trong mạng SiO2 chứa nano tinh thể Si. Bằng cỏch này, ngƣời ta đó tạo ra đƣợc cỏc ion Er3+ nằm cạnh nano tinh thể Si trong mạng SiO2. Khi nghiờn cứu sự phỏt quang của mẫu này, ngƣời ta đó quan sỏt thấy một sự phỏt quang mạnh ở bƣớc súng 1530 nm do sự truyền năng lƣợng từ nano tinh thể Si sang ion Er3+. Một nhúm nghiờn cứu khỏc [35, 39] cũng sử dụng phƣơng phỏp cấy ion để chế tạo vật liệu nano Si pha tạp Er3+. Đầu tiờn, cỏc nano tinh thể Si trong mạng SiO2 đƣợc chế tạo bằng phƣơng phỏp lắng đọng húa học tăng cƣờng plasma. Sau đú, cỏc ion Er3+ đƣợc cấy vào trong mẫu này với nồng độ Er3+
bằng 6,5 x 1020 cm-3 sử dụng cỏc năng lƣợng khỏc nhau từ 170 đến 500 keV. Cuối cựng, cỏc mẫu này đƣợc ủ nhiệt ở 900 oC trong thời gian 1 giờ để kớch hoạt quang học ion Er3+. Ngƣời ta cũng quan sỏt thấy một sự tăng cƣờng đỏng kể sự phỏt quang của ion Er3+
trong mẫu SiO2 chứa nano tinh thể Si so với mẫu SiO2 pha tạp Er3+.
Ƣu điểm của phƣơng phỏp cấy ion là điều khiển đƣợc nồng độ ion cấy vào vật liệu và xỏc định chớnh xỏc chiều sõu của ion cấy trong vật liệu. Nhƣợc điểm của phƣơng phỏp này là thiết bị cấy ion phức tạp, đắt tiền và xuất hiện cỏc sai hỏng lớn trờn bề mặt mẫu.
52