stringtranslate.com

Кристаллографические дефекты в алмазе

Синтетические алмазы различных цветов, выращенные методом высокого давления и высокой температуры, размер алмазов ~2 мм.
Инфракрасный спектр поглощения алмаза типа IaB. (1) область поглощения примесей азота (здесь в основном за счет B-центров), (2) пик пластинок, (3) самопоглощение алмазной решетки, (4) пики водорода при 3107 и 3237 см −1

Несовершенства кристаллической решетки алмаза являются обычным явлением. Такие дефекты могут быть результатом нерегулярности решетки или внешних замещающих или интерстициальных примесей, введенных во время или после роста алмаза. Дефекты влияют на материальные свойства алмаза и определяют, к какому типу относится алмаз; наиболее драматичные эффекты оказываются на цвете алмаза и электропроводности , что объясняется электронной зонной структурой .

Дефекты могут быть обнаружены различными типами спектроскопии , включая электронный парамагнитный резонанс (ЭПР), люминесценцию, вызванную светом ( фотолюминесценция , ПЛ) или электронным пучком ( катодолюминесценция , КЛ), и поглощение света в инфракрасной (ИК), видимой и УФ частях спектра. Спектр поглощения используется не только для идентификации дефектов, но и для оценки их концентрации; он также может отличать натуральные от синтетических или улучшенных алмазов . [1]

Маркировка алмазных центров

В спектроскопии алмазов существует традиция маркировать дефектный спектр нумерованной аббревиатурой (например, GR1). Эта традиция в целом соблюдается с некоторыми заметными отклонениями, такими как центры A, B и C. Однако многие аббревиатуры сбивают с толку: [2]

Симметрия дефекта

Симметрия дефектов в кристаллах описывается точечными группами . Они отличаются от пространственных групп, описывающих симметрию кристаллов, отсутствием трансляций, и поэтому их гораздо меньше. В алмазе до сих пор наблюдались только дефекты следующих симметрий: тетраэдрическая (T d ), тетрагональная (D 2d ), тригональная (D 3d , C 3v ), ромбическая (C 2v ), моноклинная (C 2h , C 1h , C 2 ) и триклинная (C 1 или CS ). [2] [4]

Симметрия дефекта позволяет предсказывать многие оптические свойства. Например, однофононное (инфракрасное) поглощение в чистой алмазной решетке запрещено, поскольку решетка имеет центр инверсии . Однако введение любого дефекта (даже «очень симметричного», такого как замещающая пара NN) нарушает симметрию кристалла, что приводит к дефектно-индуцированному инфракрасному поглощению, которое является наиболее распространенным инструментом для измерения концентрации дефектов в алмазе. [2]

В синтетическом алмазе, выращенном методом высокотемпературного синтеза под высоким давлением [5] или методом химического осаждения из паровой фазы , [6] [7] дефекты с симметрией ниже тетраэдрической выстраиваются в направлении роста. Такое выравнивание также наблюдалось в арсениде галлия [8] и, таким образом, не является уникальным для алмаза.

Внешние дефекты

Различные элементные анализы алмаза выявляют широкий спектр примесей. Однако в основном они возникают из включений инородных материалов в алмазе, которые могут быть нанометрового размера и невидимы в оптический микроскоп . Кроме того, практически любой элемент может быть вбит в алмаз с помощью ионной имплантации . Более важными являются элементы, которые могут быть введены в решетку алмаза в виде изолированных атомов (или небольших атомных кластеров) во время роста алмаза. К 2008 году этими элементами были азот , бор , водород , кремний , фосфор , никель , кобальт и, возможно, сера . Марганец [9] и вольфрам [10] были однозначно обнаружены в алмазе, но они могли происходить из инородных включений. Обнаружение изолированного железа в алмазе [11] позже было переосмыслено с точки зрения микрочастиц рубина , полученных во время синтеза алмаза. [12] Считается, что кислород является основной примесью в алмазе, [13] но он еще не был спектроскопически идентифицирован в алмазе. [ необходима цитата ] Два электронных парамагнитных резонансных центра (OK1 и N3) были первоначально отнесены к азотно-кислородным комплексам, а позднее к комплексам, связанным с титаном. [14] Однако это отнесение является косвенным, и соответствующие концентрации довольно низкие (несколько частей на миллион). [15]

Азот

Наиболее распространенной примесью в алмазе является азот, который может составлять до 1% алмаза по массе. [13] Ранее считалось, что все дефекты решетки в алмазе являются результатом структурных аномалий; более поздние исследования показали, что азот присутствует в большинстве алмазов и во многих различных конфигурациях. Большая часть азота входит в решетку алмаза в виде одного атома (т. е. содержащие азот молекулы диссоциируют перед включением), однако молекулярный азот также включается в алмаз. [16]

Поглощение света и другие материальные свойства алмаза в значительной степени зависят от содержания азота и состояния агрегации. Хотя все агрегатные конфигурации вызывают поглощение в инфракрасном диапазоне , алмазы, содержащие агрегированный азот, обычно бесцветны, т.е. имеют небольшое поглощение в видимом спектре. [2] Четыре основные формы азота следующие:

Схема центра С

С-азотный центр

Центр C соответствует электрически нейтральным одиночным замещающим атомам азота в решетке алмаза. Их легко увидеть в спектрах электронного парамагнитного резонанса [17] (в которых их путано называют центрами P1). Центры C придают глубокий желтый или коричневый цвет; эти алмазы классифицируются как тип Ib и обычно известны как «канареечные алмазы», ​​которые редко встречаются в форме драгоценных камней . Большинство синтетических алмазов, полученных методом высокого давления и высокой температуры (HPHT), содержат высокий уровень азота в форме C; примесь азота происходит из атмосферы или из источника графита. Один атом азота на 100 000 атомов углерода даст желтый цвет. [18] Поскольку атомы азота имеют пять доступных электронов (на один больше, чем атомы углерода , которые они заменяют), они действуют как «глубокие доноры »; то есть каждый замещающий азот имеет дополнительный электрон для пожертвования и образует энергетический уровень донора в запрещенной зоне . Свет с энергией выше ~2,2 эВ может возбуждать электроны донора в зону проводимости , что приводит к желтому цвету. [19]

Центр C производит характерный спектр инфракрасного поглощения с острым пиком при 1344 см −1 и более широкой особенностью при 1130 см −1 . Поглощение на этих пиках обычно используется для измерения концентрации одного азота. [20] Другой предложенный способ, использующий поглощение УФ при ~260 нм, позже был отвергнут как ненадежный. [19]

Акцепторные дефекты в алмазе ионизируют пятый электрон азота в центре C, превращая его в центр C+. Последний имеет характерный спектр поглощения ИК с острым пиком при 1332 см −1 и более широкими и слабыми пиками при 1115, 1046 и 950 см −1 . [21]

Схема центра А

А-азотный центр

Центр A, вероятно, является наиболее распространенным дефектом в природных алмазах. Он состоит из нейтральной пары ближайших соседей атомов азота, замещающих атомы углерода. Центр A создает порог поглощения УФ-излучения при ~4 эВ (310 нм, т.е. невидимо для глаза) и, таким образом, не вызывает окрашивания. Алмаз, содержащий азот преимущественно в форме A, классифицируется как тип IaA . [22]

Центр A является диамагнитным , но при ионизации УФ-светом или глубокими акцепторами он дает спектр электронного парамагнитного резонанса W24, анализ которого однозначно доказывает структуру N=N. [23]

Центр A показывает спектр ИК-поглощения без резких особенностей, что заметно отличается от спектра центров C или B. Его самый сильный пик при 1282 см −1 обычно используется для оценки концентрации азота в форме A. [24]

Схема центра B

B-азотный центр

Существует общее мнение, что центр B (иногда называемый B1) состоит из вакансии углерода, окруженной четырьмя атомами азота, замещающими атомы углерода. [1] [2] [25] Эта модель согласуется с другими экспериментальными результатами, но нет прямых спектроскопических данных, подтверждающих ее. Алмазы, в которых большая часть азота образует центры B, редки и классифицируются как тип IaB ; большинство драгоценных алмазов содержат смесь центров A и B, а также центры N3.

Подобно центрам A, центры B не вызывают окраску, и никакое УФ или видимое поглощение не может быть приписано центрам B. Раннее отнесение системы поглощения N9 к центру B было позже опровергнуто. [26] Центр B имеет характерный спектр поглощения ИК (см. изображение поглощения инфракрасного излучения выше) с острым пиком при 1332 см −1 и более широкой особенностью при 1280 см −1 . Последнее обычно используется для оценки концентрации азота в форме B. [27]

Многие оптические пики в алмазе случайно имеют схожие спектральные позиции, что вызывает много путаницы среди геммологов. Спектроскописты используют весь спектр, а не один пик для идентификации дефектов и рассматривают историю роста и обработки отдельного алмаза. [1] [2] [25]

Схема центра N3

азотный центр N3

Центр N3 состоит из трех атомов азота, окружающих вакансию. Его концентрация всегда составляет лишь часть центров A и B. [28] Центр N3 является парамагнитным , поэтому его структура хорошо обоснована из анализа спектра ЭПР P2. [3] Этот дефект производит характерную линию поглощения и люминесценции при 415 нм и, таким образом, сам по себе не индуцирует цвет. Однако центр N3 всегда сопровождается центром N2, имеющим линию поглощения при 478 нм (и не люминесценцию). [29] В результате алмазы, богатые центрами N3/N2, имеют желтый цвет.

Бор

Алмазы, содержащие бор в качестве замещающей примеси, называются типом IIb . Только один процент природных алмазов относится к этому типу, и большинство из них имеют цвет от синего до серого. [30] Бор является акцептором в алмазе: атомы бора имеют на один доступный электрон меньше, чем атомы углерода; поэтому каждый атом бора, замещающий атом углерода, создает электронную дырку в запрещенной зоне, которая может принять электрон из валентной зоны . Это позволяет поглощать красный свет, и из-за небольшой энергии (0,37 эВ) [31], необходимой для того, чтобы электрон покинул валентную зону, дырки могут термически высвобождаться из атомов бора в валентную зону даже при комнатных температурах. Эти дырки могут перемещаться в электрическом поле и делать алмаз электропроводящим (т. е. полупроводником p-типа ). Для этого требуется очень мало атомов бора — типичное соотношение составляет один атом бора на 1 000 000 атомов углерода.

Алмазы, легированные бором, пропускают свет вплоть до ~250 нм и поглощают некоторое количество красного и инфракрасного света (отсюда и синий цвет); они могут фосфоресцировать синим цветом после воздействия коротковолнового ультрафиолетового света. [31] Помимо оптического поглощения, акцепторы бора были обнаружены с помощью электронного парамагнитного резонанса. [32]

Фосфор

Фосфор может быть намеренно введен в алмаз, выращенный методом химического осаждения из паровой фазы (CVD) в концентрациях до ~0,01%. [ 33] Фосфор замещает углерод в решетке алмаза. [34] Подобно азоту, фосфор имеет на один электрон больше, чем углерод, и, таким образом, действует как донор; однако энергия ионизации фосфора (0,6 эВ) [33] намного меньше, чем у азота (1,7 эВ) [35] и достаточно мала для термической ионизации при комнатной температуре . Это важное свойство фосфора в алмазе благоприятствует электронным приложениям, таким как УФ-светодиоды ( LED , при 235 нм). [36]

Водород

Водород является одной из самых важных технологических примесей в полупроводниках, включая алмаз. Дефекты, связанные с водородом, сильно различаются в природных алмазах и в синтетических алмазных пленках. Эти пленки производятся различными методами химического осаждения из паровой фазы (CVD) в атмосфере, богатой водородом (типичное соотношение водород/углерод >100), при сильной бомбардировке растущего алмаза ионами плазмы. В результате CVD-алмаз всегда богат водородом и вакансиями в решетке. В поликристаллических пленках большая часть водорода может находиться на границах между алмазными «зернами» или во включениях неалмазного углерода. Внутри самой алмазной решетки комплексы водород-вакансия [37] и водород-азот-вакансия [38] были идентифицированы в отрицательных зарядовых состояниях с помощью электронного парамагнитного резонанса . Кроме того, задокументированы многочисленные пики поглощения ИК-излучения, связанные с водородом. [39]

Экспериментально показано, что водород пассивирует электрически активные примеси бора [40] и фосфора [41] . В результате такой пассивации предположительно образуются мелкие донорные центры. [42]

В природных алмазах обычно наблюдается несколько пиков поглощения ИК-излучения, связанных с водородом; самые сильные из них расположены на 1405, 3107 и 3237 см −1 (см. рисунок поглощения ИК-излучения выше). Микроскопическая структура соответствующих дефектов пока неизвестна, и даже не ясно, происходят ли эти дефекты из алмаза или из инородных включений. Серый цвет в некоторых алмазах из рудника Аргайл в Австралии часто ассоциируется с этими водородными дефектами, но, опять же, это назначение пока не доказано. [43]

Никель, кобальт и хром

Микрофотография (вверху) и УФ-возбуждаемая фотолюминесценция (внизу) от синтетической алмазной пластины (ширина ~3 мм). Большая часть желтого цвета и зеленого излучения обусловлена ​​никелем.

Когда алмазы выращиваются методом высокого давления и высокой температуры, в среду роста обычно добавляют никель, кобальт, хром или некоторые другие металлы, чтобы каталитически облегчить превращение графита в алмаз. В результате образуются металлические включения. Кроме того, изолированные атомы никеля и кобальта включаются в решетку алмаза, как показано через характерную сверхтонкую структуру в спектрах электронного парамагнитного резонанса , оптического поглощения и фотолюминесценции, [44] а концентрация изолированного никеля может достигать 0,01%. [45] Этот факт, безусловно, необычен, учитывая большую разницу в размерах между атомами углерода и переходных металлов и превосходную жесткость решетки алмаза. [2] [45]

Многочисленные дефекты, связанные с Ni, были обнаружены с помощью электронного парамагнитного резонанса , [5] [46] оптического поглощения и фотолюминесценции , [5] [46] как в синтетических, так и в природных алмазах. [43] Можно выделить три основные структуры: замещающий Ni, [47] никель-вакансия [48] и комплекс никель-вакансия, декорированный одним или несколькими замещающими атомами азота. [46] Структура «никель-вакансия», также называемая «полудивакансия», специфична для большинства крупных примесей в алмазе и кремнии (например, олово в кремнии [49] ). Механизм ее получения обычно принимается следующим образом: большой атом никеля включается замещающим образом, затем вытесняет соседний углерод (создавая соседнюю вакансию) и смещается между двумя участками.

Хотя физические и химические свойства кобальта и никеля довольно схожи, концентрации изолированного кобальта в алмазе намного меньше, чем у никеля (диапазон частей на миллиард). Несколько дефектов, связанных с изолированным кобальтом, были обнаружены с помощью электронного парамагнитного резонанса [50] и фотолюминесценции , [5] [51], но их структура пока неизвестна.

Оптический центр, связанный с хромом, был обнаружен после ионной имплантации и последующего отжига синтетических алмазов типа IIA. [52] [53] Однако последующее исследование, повторяющее условия отжига, но без имплантации хрома, поставило под сомнение первоначальное приписывание дефектного центра хрому. [54]

Кремний, германий, олово и свинец

Модель полудивакансии (примесь-вакансия) для большой примеси в алмазе (Ni, Co, Si, S и т. д.), где большой розовый атом примеси замещает два атома углерода. Подробности связи с решеткой алмаза неясны.

Кремний является распространенной примесью в алмазных пленках, выращенных методом химического осаждения из паровой фазы, и он возникает либо из кремниевой подложки, либо из кремниевых окон или стенок CVD-реактора. Он также наблюдался в природных алмазах в дисперсной форме. [55] Изолированные дефекты кремния были обнаружены в решетке алмаза через острый пик оптического поглощения при 738 нм [56] и электронный парамагнитный резонанс . [57] Подобно другим крупным примесям, основная форма кремния в алмазе была идентифицирована с комплексом Si-вакансия (полудивакансионный участок). [57] Этот центр является глубоким донором, имеющим энергию ионизации 2 эВ, и, таким образом, снова непригоден для электронных приложений. [58]

Si-вакансии составляют незначительную часть всего кремния. Считается (хотя доказательств нет), что большая часть кремния заменяет углерод, становясь невидимой для большинства спектроскопических методов, поскольку атомы кремния и углерода имеют одинаковую конфигурацию внешних электронных оболочек. [59]

Германий, олово и свинец обычно отсутствуют в алмазе, но они могут быть введены во время роста или путем последующей ионной имплантации. Эти примеси могут быть обнаружены оптически через центры германия-вакансии , [60] олова-вакансии и свинца-вакансии, [61] соответственно, которые имеют свойства, аналогичные свойствам центра Si-вакансии . [62]

Подобно NV-центрам, комплексы Si-V, Ge-V, Sn-V и Pb-V имеют потенциальные применения в квантовых вычислениях. [63] [61]

Сера

Около 2000 года прошла волна попыток легировать синтетические CVD-алмазные пленки серой с целью получения n-типа проводимости с низкой энергией активации. Успешные отчеты были опубликованы [64] , но затем отклонены [65], поскольку проводимость была сделана p-типа вместо n-типа и связана не с серой, а с остаточным бором, который является высокоэффективной примесью p-типа в алмазе.

До сих пор (2009) есть только одно надежное доказательство (через сверхтонкую структуру взаимодействия в электронном парамагнитном резонансе ) для изолированных дефектов серы в алмазе. Соответствующий центр, называемый W31, наблюдался в природных алмазах типа Ib в малых концентрациях (частей на миллион). Он был отнесен к комплексу сера-вакансия – снова, как в случае никеля и кремния, полудивакансионному участку. [66]

Внутренние дефекты

Самый простой способ создания внутренних дефектов в алмазе — это вытеснение атомов углерода посредством облучения частицами высокой энергии, такими как альфа (гелий), бета (электроны) или гамма-частицы, протоны, нейтроны, ионы и т. д. Облучение может происходить в лабораторных условиях или в природе (см. Улучшение алмаза — Облучение ); оно создает первичные дефекты, называемые дефектами Френкеля (атомы углерода, выбитые из своих нормальных узлов решетки в междоузлия ) и оставшиеся вакансии решетки. Важное различие между вакансиями и междоузлиями в алмазе заключается в том, что в то время как междоузлия подвижны во время облучения, даже при температурах жидкого азота [67] , однако вакансии начинают мигрировать только при температурах ~700 °C.

Вакансии и междоузлия также могут образовываться в алмазе путем пластической деформации, хотя и в гораздо меньших концентрациях.

Изолированный углеродный интерстициальный

Модель расщепления междоузлия углерода в алмазе

Изолированный интерстициал никогда не наблюдался в алмазе и считается нестабильным. Его взаимодействие с обычным атомом решетки углерода создает «расщепленный интерстициал», дефект, в котором два атома углерода делят узел решетки и ковалентно связаны с соседними атомами углерода. Этот дефект был тщательно охарактеризован электронным парамагнитным резонансом (центр R2) [68] и оптическим поглощением [69] , и в отличие от большинства других дефектов в алмазе он не производит фотолюминесценцию .

Интерстициальные комплексы

Одна из конфигураций ди-интерстициалов углерода в алмазе

Изолированный расщепленный интерстициал перемещается через кристалл алмаза во время облучения. Когда он встречается с другими интерстициалами, он объединяется в более крупные комплексы из двух и трех расщепленных интерстициалов, идентифицированных с помощью электронного парамагнитного резонанса (центры R1 и O3), [70] [71] оптического поглощения и фотолюминесценции. [72]

Вакансионно-интерстициальные комплексы

Большинство высокоэнергетических частиц, помимо смещения атома углерода из узла решетки, также передают ему достаточно избыточной энергии для быстрой миграции через решетку. Однако при использовании относительно мягкого гамма-облучения эта дополнительная энергия минимальна. Таким образом, интерстиции остаются вблизи исходных вакансий и образуют пары вакансия-интерстиции, идентифицируемые посредством оптического поглощения. [72] [73] [74]

Пары вакансия-ди-интерстициалы также были получены, хотя и при электронном облучении и посредством другого механизма: [75] Отдельные интерстиции мигрируют во время облучения и объединяются, образуя ди-интерстиции; этот процесс происходит преимущественно вблизи вакансий решетки.

Изолированная вакансия

Чистые алмазы до и после облучения и отжига. По часовой стрелке слева снизу: 1) Исходный (2×2 мм) 2–4) Облученный разными дозами 2-МэВ электронов 5–6) Облученный разными дозами и отожженный при 800 °C.

Изолированная вакансия является наиболее изученным дефектом в алмазе, как экспериментально, так и теоретически. Его наиболее важным практическим свойством является оптическое поглощение, как в центрах окраски , что придает алмазу зеленый, или иногда даже зелено-голубой цвет (в чистом алмазе). Характерной чертой этого поглощения является серия резких линий, называемых GR1-8, где линия GR1 при 741 нм является наиболее заметной и важной. [73]

Вакансия ведет себя как глубокий донор/акцептор электронов, электронные свойства которого зависят от состояния заряда. Уровень энергии для состояний +/0 составляет 0,6 эВ, а для состояний 0/- — 2,5 эВ выше валентной зоны . [76]

Многовакансионные комплексы

При отжиге чистого алмаза при ~700 °C вакансии мигрируют и образуют дивакансии, характеризующиеся оптическим поглощением и электронным парамагнитным резонансом . [77] Подобно одиночным междоузлиям, дивакансии не производят фотолюминесценцию. Дивакансии, в свою очередь, отжигаются при ~900 °C, создавая цепочки из нескольких вакансий, обнаруживаемые с помощью ЭПР [78] и, предположительно, кольца из шести вакансий. Последние должны быть невидимы для большинства спектроскопов, и действительно, они до сих пор не были обнаружены. [78] Отжиг вакансий изменяет цвет алмаза с зеленого на желто-коричневый. Подобный механизм (агрегация вакансий) также, как полагают, вызывает коричневый цвет пластически деформированных природных алмазов. [79]

Вывихи

Дислокации являются наиболее распространенным структурным дефектом в натуральном алмазе. Два основных типа дислокаций — это скользящий набор , в котором связи разрываются между слоями атомов с разными индексами (теми, которые не лежат прямо друг над другом), и перетасовочный набор , в котором разрывы происходят между атомами с одинаковым индексом. Дислокации создают оборванные связи, которые вводят уровни энергии в запрещенную зону, позволяя поглощать свет. [80] Широкополосная синяя фотолюминесценция была надежно идентифицирована с дислокациями путем прямого наблюдения в электронном микроскопе , однако было отмечено, что не все дислокации являются люминесцентными, и нет никакой корреляции между типом дислокации и параметрами излучения. [81]

Тромбоциты

Электронная микрофотография тромбоцитов в алмазе, рассматриваемых перпендикулярно кубической оси. [82] Ширина изображения 1,5 мкм

Большинство природных алмазов содержат протяженные планарные дефекты в плоскостях решетки <100>, которые называются «пластинками». Их размер варьируется от нанометров до многих микрометров, а крупные из них легко наблюдаются в оптический микроскоп по их люминесценции. [83] Долгое время пластинки предположительно ассоциировались с большими азотными комплексами — азотными стоками, полученными в результате агрегации азота при высоких температурах синтеза алмаза. Однако прямое измерение азота в пластинках с помощью EELS (аналитический метод электронной микроскопии) выявило очень мало азота. [82] В настоящее время принятая модель пластинок представляет собой большой регулярный массив углеродных интерстициалов. [84]

Пластинки производят острые пики поглощения при 1359–1375 и 330 см −1 в спектрах поглощения ИК; примечательно, что положение первого пика зависит от размера пластинки. [82] [85] Как и в случае с дислокациями, широкая фотолюминесценция с центром на ~1000 нм была связана с пластинками путем прямого наблюдения в электронном микроскопе. Изучая эту люминесценцию, было сделано заключение, что пластинки имеют «запрещенную зону» ~1,7 эВ. [86]

Пустоты

Электронная микрофотография, показывающая несколько октаэдрических пустотитов.

Пустоты представляют собой октаэдрические кластеры нанометрового размера, присутствующие во многих природных алмазах, как показала электронная микроскопия . [87] Лабораторные эксперименты показали, что отжиг алмаза типа IaB при высоких температурах и давлениях (>2600 °C) приводит к разрыву пластинок и образованию дислокационных петель и пустот, т.е. пустоты являются результатом термической деградации пластинок. В отличие от пластинок, пустоты содержат много азота в молекулярной форме. [88]

Взаимодействие между внутренними и внешними дефектами

Внешние и собственные дефекты могут взаимодействовать, образуя новые дефектные комплексы. Такое взаимодействие обычно происходит, если алмаз, содержащий внешние дефекты (примеси), либо пластически деформируется, либо подвергается облучению и отжигу.

Схема центров H3 и H2

Наиболее важным является взаимодействие вакансий и интерстициалов с азотом. Углеродные интерстиции реагируют с замещающим азотом, образуя центрированный на связи интерстициал азота, показывающий сильное ИК-поглощение при 1450 см −1 . [89] Вакансии эффективно захватываются центрами азота A, B и C. Скорость захвата является самой высокой для центров C, в 8 раз ниже для центров A и в 30 раз ниже для центров B. [90] Центр C (одиночный азот) путем захвата вакансии образует знаменитый центр азот-вакансия , который может быть нейтральным или отрицательно заряженным; [91] [92] отрицательно заряженное состояние имеет потенциальные применения в квантовых вычислениях . Центры A и B при захвате вакансии создают соответствующие центры 2N-V (H3 [93] и H2 [94] , где H2 — это просто отрицательно заряженный центр H3 [95] ) и нейтральный 4N-2V (центр H4 [96] ). Центры H2, H3 и H4 важны, поскольку они присутствуют во многих природных алмазах, и их оптическое поглощение может быть достаточно сильным, чтобы изменить цвет алмаза (H3 или H4 — желтый, H2 — зеленый).

Бор взаимодействует с углеродными интерстициалами, образуя нейтральный комплекс бор-интерстициал с резким оптическим поглощением при 0,552 эВ (2250 нм). [76] До сих пор не известно никаких доказательств (2009) для комплексов бора и вакансии. [25]

Напротив, кремний реагирует с вакансиями, создавая описанное выше оптическое поглощение при 738 нм. [97] Предполагаемый механизм заключается в захвате мигрирующей вакансии замещающим кремнием, что приводит к конфигурации Si-V (полудивакансия). [98]

Похожий механизм ожидается для никеля, для которого надежно идентифицированы как замещающие, так и полудивакансионные конфигурации (см. подраздел «никель и кобальт» выше). В неопубликованном исследовании алмазы, богатые замещающим никелем, были облучены электронами и отожжены, с последующими тщательными оптическими измерениями, выполненными после каждого этапа отжига, но никаких доказательств создания или усиления центров вакансий Ni получено не было. [48]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc Collins, AT (2003). «Обнаружение цветных и синтетических драгоценных алмазов методом оптической спектроскопии». Diamond and Related Materials . 12 (10–11): 1976–1983. Bibcode : 2003DRM....12.1976C. doi : 10.1016/S0925-9635(03)00262-0.
  2. ^ abcdefgh Walker, J. (1979). "Оптическое поглощение и люминесценция в алмазе" (PDF) . Reports on Progress in Physics . 42 (10): 1605–1659. Bibcode :1979RPPh...42.1605W. CiteSeerX 10.1.1.467.443 . doi :10.1088/0034-4885/42/10/001. S2CID  250857323. Архивировано (PDF) из оригинала 23 июля 2018 г. . Получено 12 февраля 2019 г. . 
  3. ^ ab Wyk, JAV (1982). "Сверхтонкое взаимодействие углерода-12 уникального углерода центра P2 (ESR) или N3 (оптического) в алмазе". Journal of Physics C: Solid State Physics . 15 (27): L981–L983. Bibcode :1982JPhC...15L.981V. doi :10.1088/0022-3719/15/27/007.
  4. ^ Зайцев, AM (2001). Оптические свойства алмаза: Справочник данных . Springer. ISBN 978-3-540-66582-3.
  5. ^ abcd Якубовский, К.; Коллинз, АТ (2004). "Выравнивание центров, связанных с Ni и Co, во время роста алмаза при высоких давлениях и температурах". Журнал физики: конденсированное вещество . 16 (39): 6897. Bibcode : 2004JPCM...16.6897I. doi : 10.1088/0953-8984/16/39/022. S2CID  250836558.
  6. ^ Эдмондс, А.; д'Хаененс-Йоханссон, У.; Круддес, Р.; Ньютон, М.; Фу, К. -М.; Сантори, К.; Босолей, Р.; Твитчен, Д.; Маркхэм, М. (2012). "Производство ориентированных азотно-вакансионных цветовых центров в синтетическом алмазе". Physical Review B. 86 ( 3): 035201. arXiv : 1112.5757 . Bibcode : 2012PhRvB..86c5201E. doi : 10.1103/PhysRevB.86.035201. S2CID  118609894.
  7. ^ d'Haenens-Johansson, U.; Edmonds, A.; Newton, M.; Goss, J.; Briddon, P.; Baker, J.; Martineau, P.; Khan, R.; Twitchen, D.; Williams, SD (2010). "ЭПР дефекта в CVD-алмазе, включающем как кремний, так и водород, который показывает предпочтительное выравнивание". Physical Review B. 82 ( 15): 155205. Bibcode : 2010PhRvB..82o5205D. doi : 10.1103/PhysRevB.82.155205.
  8. ^ Hogg, RA; Takahei, K.; Taguchi, A.; Horikoshi, Y. (1996). "Предпочтительное выравнивание центров Er–2O в GaAs:Er,O, выявленное с помощью анизотропной возбуждаемой хозяином фотолюминесценции". Applied Physics Letters . 68 (23): 3317. Bibcode :1996ApPhL..68.3317H. doi :10.1063/1.116043.
  9. ^ Якубовский, К.; Стесманс, А. (2001). «Характеристика дефектов в выращенных CVD-алмазных пленках и HPHT-алмазных порошках методом электронного парамагнитного резонанса». Physica Status Solidi A. 186 ( 2): 199. Bibcode :2001PSSAR.186..199I. doi :10.1002/1521-396X(200108)186:2<199::AID-PSSA199>3.0.CO;2-R.
  10. ^ Lal, S.; Dallas, T.; Yi, S.; Gangopadhyay, S.; Holtz, M.; Anderson, F. (1996). «Дефектная фотолюминесценция в поликристаллических алмазных пленках, выращенных методом химического осаждения из паровой фазы в дуговой струе». Physical Review B. 54 ( 19): 13428–13431. Bibcode : 1996PhRvB..5413428L. doi : 10.1103/PhysRevB.54.13428. PMID  9985239.
  11. ^ Якубовский, К.; Адриансенс, Г.Дж. (2002). "Доказательства наличия дефектного центра, связанного с железом, в алмазе". Журнал физики: конденсированное вещество . 14 (4): L95. Bibcode : 2002JPCM...14L..95I. doi : 10.1088/0953-8984/14/4/104. S2CID  250871851.
  12. ^ Якубовский, К.; Адриансенс, Г.Дж. (2002). "Комментарий к 'Доказательствам наличия в алмазе дефектного центра, связанного с железом'". Журнал физики: конденсированное вещество . 14 (21): 5459. Bibcode : 2002JPCM...14R.401I. doi : 10.1088/0953-8984/14/21/401. S2CID  250752181.
  13. ^ ab Kaiser, W.; Bond, W. (1959). "Азот, основная примесь в обычном алмазе типа I". Physical Review . 115 (4): 857. Bibcode : 1959PhRv..115..857K. doi : 10.1103/PhysRev.115.857.
  14. ^ Czelej, K.; Ćwieka, K.; Śpiewadoi, Piotr; Kurzydłowskia, Krzysztof Jan (2018). «Titanium-related color centers in diamond: a density functional theory predict» (Центры окраски титана в алмазе: предсказание теории функционала плотности). J. Mater. Chem. C. 6 ( 19): 5261–5268. doi :10.1039/C8TC00097B. Архивировано из оригинала 30 июня 2023 г. Получено 24 ноября 2020 г.
  15. ^ Ньютон, ME; Бейкер, JM (1989). " 14 N ENDOR центра OK1 в природном алмазе типа Ib". Журнал физики: конденсированное вещество . 1 (51): 10549. Bibcode : 1989JPCM....110549N. doi : 10.1088/0953-8984/1/51/024. S2CID  250823139.
  16. ^ Якубовский, К.; Адриансенс, ГДж; Вохра, ЮК (2000). "Внедрение азота в алмазные пленки, гомоэпитаксиально выращенные методом химического осаждения из паровой фазы". Журнал физики: конденсированное вещество . 12 (30): L519. Bibcode : 2000JPCM...12L.519I. doi : 10.1088/0953-8984/12/30/106. S2CID  250888444.
  17. ^ Смит, В.; Сорокин, П.; Геллес, И.; Лэшер, Г. (1959). «Электронно-спиновый резонанс доноров азота в алмазе». Physical Review . 115 (6): 1546. Bibcode : 1959PhRv..115.1546S. doi : 10.1103/PhysRev.115.1546.
  18. ^ Нассау, Курт (1980) «Драгоценные камни, сделанные человеком» Геммологический институт Америки , Санта-Моника, Калифорния, ISBN 0-87311-016-1 , стр. 191 
  19. ^ ab Якубовский, К.; Адриансенс, Г.Дж. (2000). "Оптические переходы в центре замещенного азота в алмазе". Журнал физики: конденсированное вещество . 12 (6): L77. Bibcode : 2000JPCM...12L..77I. doi : 10.1088/0953-8984/12/6/102. S2CID  250734213.
  20. ^ I. Kiflawi et al. "Инфракрасное поглощение одиночным азотом и дефектными центрами в алмазе" Philos. Mag. B 69 (1994) 1141
  21. ^ Лоусон, SC; Фишер, D.; Хант, DC; Ньютон, ME (1998). «О существовании положительно заряженного однозамещенного азота в алмазе». Журнал физики: конденсированное вещество . 10 (27): 6171. Bibcode : 1998JPCM...10.6171L. doi : 10.1088/0953-8984/10/27/016. S2CID  250841408.
  22. ^ Дэвис, Г. (1976). «Агрегат азота A в алмазе — его симметрия и возможная структура». Журнал физики C: Физика твердого тела . 9 (19): L537–L542. Bibcode : 1976JPhC....9L.537D. doi : 10.1088/0022-3719/9/19/005.
  23. ^ Такер, О.; Ньютон, М.; Бейкер, Дж. (1994). «Измерения двойного электронно-ядерного резонанса ЭПР и N14 на ионизированном ближайшем соседнем центре диазота в алмазе». Physical Review B. 50 ( 21): 15586–15596. Bibcode : 1994PhRvB..5015586T. doi : 10.1103/PhysRevB.50.15586. PMID  9975922.
  24. ^ Boyd, SR; Kiflawi, I.; Woods, GS (1994). "Взаимосвязь между инфракрасным поглощением и концентрацией дефектов в алмазе". Philosophical Magazine B. 69 ( 6): 1149. Bibcode : 1994PMagB..69.1149B. doi : 10.1080/01418639408240185.
  25. ^ abc Collins, AT (1999). «То, чего мы до сих пор не знаем об оптических центрах в алмазе». Diamond and Related Materials . 8 (8–9): 1455–1462. Bibcode : 1999DRM.....8.1455C. doi : 10.1016/S0925-9635(99)00013-8.
  26. ^ Ширяев, АА; Хатчисон, МТ; Дембо, КА; Дембо, АТ; Якубовский, К.; Клюев, ЯА; Налетов, А.М. (2001). «Высокотемпературный отжиг алмаза при высоком давлении». Physica B: Condensed Matter . 308–310: 598–603. Bibcode :2001PhyB..308..598S. doi :10.1016/S0921-4526(01)00750-5.
  27. ^ Boyd, SR; Kiflawi, I.; Woods, GS (1995). "Инфракрасное поглощение азотным агрегатом B в алмазе". Philosophical Magazine B. 72 ( 3): 351. Bibcode : 1995PMagB..72..351B. doi : 10.1080/13642819508239089.
  28. ^ Андерсон, Б.; Пейн, Дж.; Митчелл, Р.К. (ред.) (1998) «Спектроскоп и геммология», стр. 215, Robert Hale Limited, Clerkwood House, Лондон. ISBN 0-7198-0261-X 
  29. ^ Thomaz, MF; Davies, G. (1978). "Время затухания люминесценции N3 в природном алмазе". Труды Королевского общества A: Математические, физические и инженерные науки . 362 (1710): 405. Bibcode : 1978RSPSA.362..405T. doi : 10.1098/rspa.1978.0141. S2CID  98179513.
  30. ^ О'Донохью, М. (2002) "Синтетические, имитационные и обработанные драгоценные камни", Elsevier Butterworth-Heinemann, Великобритания. ISBN 0-7506-3173-2 , стр. 52 
  31. ^ ab Collins, AT (1993). "Оптические и электронные свойства полупроводникового алмаза". Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences . 342 (1664): 233–244. Bibcode :1993RSPTA.342..233C. doi :10.1098/rsta.1993.0017. S2CID  202574625.
  32. ^ Ammerlaan, CAJ; Kemp, RV (1985). "Магнитно-резонансная спектроскопия в полупроводниковом алмазе". Journal of Physics C: Solid State Physics . 18 (13): 2623. Bibcode : 1985JPhC...18.2623A. doi : 10.1088/0022-3719/18/13/009.
  33. ^ Аб Коциньевски, Т.; Баржон, Дж.; Пино, М.-А.; Жомар, Ф.; Люссон, А.; Баллюто, Д.; Горочов О.; Ларош, Ж.М.; Жепка, Э.; Шевалье, Ж.; Саги, К. (2006). «CVD-алмаз N-типа, легированный фосфором с использованием технологии MOCVD для введения легирующей примеси». Физический статус Солиди А. 203 (12): 3136. Бибкод : 2006PSSAR.203.3136K. дои : 10.1002/pssa.200671113. S2CID  96415838.
  34. ^ Хасегава, М.; Тераджи, Т.; Коидзуми, С. (2001). «Расположение фосфора в решетке гомоэпитаксиальных алмазных пленок n-типа, выращенных методом химического осаждения из паровой фазы». Applied Physics Letters . 79 (19): 3068. Bibcode : 2001ApPhL..79.3068H. doi : 10.1063/1.1417514 .
  35. ^ Фаррер, РГ (1969). «О замещающем доноре азота в алмазе». Solid State Communications . 7 (9): 685–688. Bibcode : 1969SSCom...7..685F. doi : 10.1016/0038-1098(69)90593-6.
  36. ^ Koizumi, S.; Watanabe, K.; Hasegawa, M.; Kanda, H. (2001). «Ультрафиолетовое излучение из алмазного pn-перехода». Science . 292 (5523): 1899–1901. Bibcode :2001Sci...292.1899K. doi :10.1126/science.1060258. PMID  11397942. S2CID  10675358.
  37. ^ Гловер, К.; Ньютон, М.Э.; Мартино, П.М.; Куинн, С.; Твитчен, DJ (2004). «Внедрение водорода в алмаз: комплекс вакансия-водород». Physical Review Letters . 92 (13): 135502. Bibcode : 2004PhRvL..92m5502G. doi : 10.1103/PhysRevLett.92.135502. PMID  15089622.
  38. ^ Гловер, К.; Ньютон, М.; Мартино, П.; Твитчен, Д.; Бейкер, Дж. (2003). «Внедрение водорода в алмаз: комплекс азот-вакансия-водород». Physical Review Letters . 90 (18): 185507. Bibcode : 2003PhRvL..90r5507G. doi : 10.1103/PhysRevLett.90.185507. PMID  12786024.
  39. ^ Фукс, Ф.; Вильд, К.; Шварц, К.; Мюллер-Зеберт, В.; Койдл, П. (1995). «Водород-индуцированные колебательные и электронные переходы в алмазе, осажденном химическим паром, идентифицированные с помощью изотопного замещения». Applied Physics Letters . 66 (2): 177. Bibcode : 1995ApPhL..66..177F. doi : 10.1063/1.113126.
  40. ^ Шевалье, Ж.; Тейс, Б.; Люссон, А.; Граттепен, К.; Деневиль, А.; Герарт, Э. (1998). «Взаимодействие водорода и бора в алмазе p-типа». Physical Review B. 58 ( 12): 7966. Bibcode : 1998PhRvB..58.7966C. doi : 10.1103/PhysRevB.58.7966.
  41. ^ Шевалье, Дж.; Жомар, Ф.; Теукам, З.; Коидзуми, С.; Канда, Х.; Сато, Ю.; Деневиль, А.; Бернард, М. (2002). «Водород в алмазе n-типа». Алмаз и родственные материалы . 11 (8): 1566. Бибкод : 2002DRM....11.1566C. дои : 10.1016/S0925-9635(02)00063-8.
  42. ^ Teukam, ZP; Chevallier, J.; Saguy, CC; Kalish, R.; Ballutaud, D.; Barbé, M.; Jomard, FO; Tromson-Carli, A.; Cytermann, C.; Butler, JE; Bernard, M.; Baron, CL; Deneuville, A. (2003). «Неглубокие доноры с высокой электропроводностью n-типа в гомоэпитаксиальных дейтерированных слоях легированного бором алмаза». Nature Materials . 2 (7): 482–486. Bibcode :2003NatMa...2..482T. doi :10.1038/nmat929. PMID  12876564. S2CID  21797000.
  43. ^ ab Якубовский, К.; Адриансенс, Г.Дж. (2002). "Оптическая характеристика природных алмазов Аргайла". Алмазы и сопутствующие материалы . 11 (1): 125. Bibcode :2002DRM....11..125I. doi :10.1016/S0925-9635(01)00533-7.
  44. ^ Якубовский, К.; Дэвис, Г. (2004). "Вибронные эффекты в оптическом центре 1,4 эВ в алмазе". Physical Review B. 70 ( 24): 245206. Bibcode : 2004PhRvB..70x5206I. doi : 10.1103/PhysRevB.70.245206.
  45. ^ ab Collins, AT; Kanda, H.; Isoya, J.; Ammerlaan, CAJ; Van Wyk, JA (1998). "Корреляция между оптическим поглощением и ЭПР в алмазе высокого давления, выращенном из никелевого катализатора-растворителя". Diamond and Related Materials . 7 (2–5): 333. Bibcode :1998DRM.....7..333C. doi :10.1016/S0925-9635(97)00270-7.
  46. ^ abc Nadolinny, VA; Yelisseyev, AP; Baker, JM; Newton, ME; Twitchen, DJ; Lawson, SC; Yuryeva, OP; Feigelson, BN (1999). "Исследование сверхтонкой структуры 13 C в ЭПР никель-азотсодержащих центров в алмазе и корреляция с их оптическими свойствами". Journal of Physics: Condensed Matter . 11 (38): 7357. Bibcode :1999JPCM...11.7357N. doi :10.1088/0953-8984/11/38/314. S2CID  250759333.
  47. ^ Isoya, J.; Kanda, H.; Norris, J.; Tang, J.; Bowman, M. (1990). «Исследования Фурье-преобразования и непрерывного ЭПР-излучения никеля в синтетическом алмазе: множественность узлов и спинов». Physical Review B. 41 ( 7): 3905–3913. Bibcode : 1990PhRvB..41.3905I. doi : 10.1103/PhysRevB.41.3905. PMID  9994206.
  48. ^ ab Якубовский, К. (2004). "Дефект вакансии Ni в алмазе, обнаруженный с помощью электронного спинового резонанса". Physical Review B. 70 ( 20): 205211. Bibcode : 2004PhRvB..70t5211I. doi : 10.1103/PhysRevB.70.205211.
  49. ^ Уоткинс, Г. (1975). «Дефекты в облученном кремнии: ЭПР пары олово-вакансия». Physical Review B. 12 ( 10): 4383–4390. Bibcode : 1975PhRvB..12.4383W. doi : 10.1103/PhysRevB.12.4383.
  50. ^ Twitchen, D.; Baker, J.; Newton, M.; Johnston, K. (2000). «Идентификация кобальта в узле решетки в алмазе». Physical Review B. 61 ( 1): 9. Bibcode : 2000PhRvB..61....9T. doi : 10.1103/PhysRevB.61.9.
  51. ^ Лоусон, SC; Канда, H.; Ватанабе, K.; Кифлави, I.; Сато, Y.; Коллинз, AT (1996). "Спектроскопическое исследование оптических центров, связанных с кобальтом, в синтетическом алмазе". Журнал прикладной физики . 79 (8): 4348. Bibcode : 1996JAP....79.4348L. doi : 10.1063/1.361744.
  52. ^ Ааронович, Игорь; Кастеллетто, Стефания; Джонсон, Бретт К.; МакКаллум, Джеффри К.; Симпсон, Дэвид А.; Гринтри, Эндрю Д.; Правер, Стивен (2010). «Хромовые однофотонные излучатели в алмазе, изготовленные методом ионной имплантации». Physical Review B. 81 ( 12): 121201. arXiv : 1001.4373 . Bibcode : 2010PhRvB..81l1201A. doi : 10.1103/PhysRevB.81.121201. S2CID  56165312.
  53. ^ Ааронович, И.; Кастеллетто, С.; Симпсон, ДА; Гринтри, А.Д.; Правер, С. (2010). «Фотофизика однофотонных излучателей алмазов на основе хрома». Physical Review A. 81 ( 4): 043813. arXiv : 0909.1873 . Bibcode : 2010PhRvA..81d3813A. doi : 10.1103/PhysRevA.81.043813. S2CID  54887620.
  54. ^ Lau, DWM; Karle, TJ; Johnson, BC; Gibson, BC; Tomljenovic-Hanic, S.; Greentree, AD; Prawer, S. (2013). "Очень яркие, ближние инфракрасные излучатели одиночных фотонов в алмазе". APL Materials . 1 : 032120. doi : 10.1063/1.4821630 .
  55. ^ Якубовский, К.; Адриансенс, Г.Дж.; Догадкин, Н.Н.; Ширяев, А.А. (2001). «Оптическая характеристика некоторых радиационно-индуцированных центров в алмазе». Алмаз и родственные материалы . 10 (1): 18. Бибкод : 2001DRM....10...18I. дои : 10.1016/S0925-9635(00)00361-7.
  56. ^ Кларк, К.; Канда, Х.; Кифлави, И.; Ситтас, Г. (1995). «Дефекты кремния в алмазе». Physical Review B. 51 ( 23): 16681–16688. Bibcode : 1995PhRvB..5116681C. doi : 10.1103/PhysRevB.51.16681. PMID  9978673.
  57. ^ ab Эдмондс, А.; Ньютон, М.; Мартино, П.; Твитчен, Д.; Уильямс, С. (2008). «Исследования электронного парамагнитного резонанса дефектов, связанных с кремнием, в алмазе». Physical Review B. 77 ( 24): 245205. Bibcode : 2008PhRvB..77x5205E. doi : 10.1103/PhysRevB.77.245205.
  58. ^ Якубовский, К.; Адрианссенс, Г. (2000). "Спектры возбуждения люминесценции в алмазе". Physical Review B. 61 ( 15): 10174. Bibcode :2000PhRvB..6110174I. doi :10.1103/PhysRevB.61.10174.
  59. ^ d'Haenens-Johansson, U.; Edmonds, A.; Green, B.; Newton, M.; Davies, G.; Martineau, P.; Khan, R.; Twitchen, D. (2011). "Оптические свойства нейтрального кремниевого расщепленно-вакансионного центра в алмазе". Physical Review B. 84 ( 24): 245208. Bibcode : 2011PhRvB..84x5208D. doi : 10.1103/PhysRevB.84.245208.
  60. ^ Ивасаки, Т.; Ишибаси, Ф.; Миямото, Ю.; Дой, Ю.; Кобаяши, С.; Миядзаки, Т.; Тахара, К.; Янке, К.Д.; Роджерс, LJ; Найденов Б.; Железко Ф.; Ямасаки, С.; Нагамачи, С.; Инубуши, Т.; Мизуоти, Н.; Хатано, М. (2015). «Одноцветные центры с германием и вакансиями в алмазе». Научные отчеты . 5 : 12882. arXiv : 1503.04938 . Бибкод : 2015НатСР...512882И. дои : 10.1038/srep12882. ПМЦ 4528202 . ПМИД  26250337. 
  61. ^ ab Trusheim, Matthew E.; Wan, Noel H.; Chen, Kevin C.; et al. (21 февраля 2019 г.). «Связанные со свинцом квантовые излучатели в алмазе». Physical Review B. 99 ( 7). arXiv : 1805.12202 . doi : 10.1103/PHYSREVB.99.075430. ISSN  0163-1829. Wikidata  Q105746117.
  62. ^ Ивасаки, Такаюки; Миямото, Ёсиюки; Танигучи, Такаши; Сиюшев, Петр; Метш, Матиас Х.; Железко, Федор; Хатано, Муцуко (2017). "Квантовые излучатели оловянно-вакансионного типа в алмазе". Physical Review Letters . 119 (25): 253601. arXiv : 1708.03576 . Bibcode :2017PhRvL.119y3601I. doi :10.1103/PhysRevLett.119.253601. PMID  29303349. S2CID  206305034.
  63. ^ Трусхайм, Мэтью Э.; Пинго, Бенджамин; Ван, Ноэль Х.; Гюндоган, Мустафа; Де Сантис, Лоренцо; Дебру, Ромен; Ганглофф, Дориан; Персер, Кэрола; Чен, Кевин С.; Уолш, Майкл; Роуз, Джошуа Дж.; Беккер, Йонас Н.; Линхард, Бенджамин; Берсин, Эрик; Парадейсанос, Иоаннис; Ван, Банда; Лизва, Доминика; Монблан, Алехандро Р.П.; Маллади, Гириш; Бахру, Хасарам; Феррари, Андреа К.; Уолмсли, Ян А.; Ататюре, Мете; Энглунд, Дирк (2020). «Ограниченные преобразования фотонов из когерентного спина олова-вакансии в алмазе». Письма о физических отзывах . 124 (2): 023602. arXiv : 1811.07777 . Bibcode : 2020PhRvL.124b3602T. doi : 10.1103/PhysRevLett.124.023602. PMID  32004012. S2CID  53959613.
  64. ^ Sakaguchi, I.; n.-Gamo, M.; Kikuchi, Y.; Yasu, E.; Haneda, H.; Suzuki, T.; Ando, ​​T. (1999). "Sulfur: A donor dopant for n-type diamond semiconductors". Physical Review B. 60 ( 4): R2139. Bibcode : 1999PhRvB..60.2139S. doi : 10.1103/PhysRevB.60.R2139.
  65. ^ Калиш, Р.; Резник, А.; Узан-Сагуй, К.; Цитерманн, К. (2000). «Является ли сера донором в алмазе?». Applied Physics Letters . 76 (6): 757. Bibcode : 2000ApPhL..76..757K. doi : 10.1063/1.125885.
  66. ^ Бейкер, Дж.; Ван Вик, Дж.; Госс, Дж.; Бриддон, П. (2008). «Электронный парамагнитный резонанс серы в месте расщепленной вакансии в алмазе». Physical Review B. 78 ( 23): 235203. Bibcode : 2008PhRvB..78w5203B. doi : 10.1103/PhysRevB.78.235203.
  67. ^ Ньютон, ME; Кэмпбелл, BA; Твитчен, DJ; Бейкер, JM; Энтони, TR (2002). «Рекомбинационно-усиленная диффузия собственных межузельных атомов и вакансионно-интерстициальная рекомбинация в алмазе». Алмаз и родственные материалы . 11 (3–6): 618. Bibcode : 2002DRM....11..618N. doi : 10.1016/S0925-9635(01)00623-9.
  68. ^ Хант, Д.; Твитчен, Д.; Ньютон, М.; Бейкер, Дж.; Энтони, Т.; Банхолзер, В.; Вагарали, С. (2000). «Идентификация нейтрального углерода 〈100〉-расщепленного интерстициального в алмазе». Physical Review B. 61 ( 6): 3863. Bibcode : 2000PhRvB..61.3863H. doi : 10.1103/PhysRevB.61.3863.
  69. ^ Смит, Х.; Дэвис, Г.; Ньютон, М.; Канда, Х. (2004). «Структура самоинтерстициального в алмазе». Physical Review B. 69 ( 4): 045203. Bibcode : 2004PhRvB..69d5203S. doi : 10.1103/PhysRevB.69.045203.
  70. ^ Twitchen, D.; Newton, M.; Baker, J.; Tucker, O.; Anthony, T.; Banholzer, W. (1996). "Измерения электронного парамагнитного резонанса на ди-〈001〉-расщепленном междоузлии (R1) в алмазе". Physical Review B. 54 ( 10): 6988–6998. Bibcode : 1996PhRvB..54.6988T. doi : 10.1103/PhysRevB.54.6988. PMID  9984317.
  71. ^ Хант, Д.; Твитчен, Д.; Ньютон, М.; Бейкер, Дж.; Кируи, Дж.; Ван Вик, Дж.; Энтони, Т.; Банхолзер, В. (2000). "Данные ЭПР о комплексе O3 с собственным междоузлием в алмазе". Physical Review B. 62 ( 10): 6587. Bibcode : 2000PhRvB..62.6587H. doi : 10.1103/PhysRevB.62.6587.
  72. ^ ab Якубовский, К.; Даннефаер, С.; Стесманс, А. (2005). "Доказательства наличия пар вакансия-интерстициал в алмазе типа Ib". Physical Review B. 71 ( 23): 233201. Bibcode :2005PhRvB..71w3201I. doi :10.1103/PhysRevB.71.233201.
  73. ^ ab Kiflawi, I.; Collins, AT; Iakoubovskii, K.; Fisher, D. (2007). "Электронное облучение и образование пар вакансия–интерстициал в алмазе". Journal of Physics: Condensed Matter . 19 (4): 046216. Bibcode : 2007JPCM...19d6216K. doi : 10.1088/0953-8984/19/4/046216. S2CID  97742332.
  74. ^ Якубовский, К.; Кифлави, И.; Джонстон, К.; Коллинз, А.; Дэвис, Г.; Стесманс, А. (2003). «Отжиг вакансий и интерстициалов в алмазе». Physica B: Condensed Matter . 340–342: 67–75. Bibcode :2003PhyB..340...67I. doi :10.1016/j.physb.2003.09.005.
  75. ^ Якубовский, К.; Бейкер, Дж. М.; Ньютон, М. Е. (2004). «Исследование электронного спинового резонанса возмущенных ди-интерстициалов в алмазе». Physica Status Solidi A. 201 ( 11): 2516. Bibcode : 2004PSSAR.201.2516I. doi : 10.1002/pssa.200405163.
  76. ^ ab Dannefaer, S.; Iakoubovskii, K. (2008). "Дефекты в облученных электронами легированных бором алмазах, исследованные с помощью аннигиляции позитронов и оптического поглощения". Journal of Physics: Condensed Matter . 20 (23): 235225. Bibcode :2008JPCM...20w5225D. doi :10.1088/0953-8984/20/23/235225. PMID  21694316. S2CID  2988243.
  77. ^ Twitchen, D.; Newton, M.; Baker, J.; Anthony, T.; Banholzer, W. (1999). "Измерения электронного парамагнитного резонанса в дефектном центре дивакансии R4/W6 в алмазе". Physical Review B. 59 ( 20): 12900. Bibcode : 1999PhRvB..5912900T. doi : 10.1103/PhysRevB.59.12900.
  78. ^ ab Якубовский, К.; Стесманс, А. (2002). "Доминирующие парамагнитные центры в 17O-имплантированном алмазе". Physical Review B. 66 ( 4): 045406. Bibcode :2002PhRvB..66d5406I. doi :10.1103/PhysRevB.66.045406.
  79. ^ Хаунсом, Л.; Джонс, Р.; Мартино, П.; Фишер, Д.; Шоу, М.; Бриддон, П.; Оберг, С. (2006). «Происхождение коричневой окраски алмаза». Physical Review B. 73 ( 12): 125203. Bibcode : 2006PhRvB..73l5203H. doi : 10.1103/PhysRevB.73.125203.
  80. ^ Колодзи, А. Т. и Блелох, А. Л. Исследование энергетических состояний запрещенной зоны на дислокациях в природном алмазе. Кавендишская лаборатория, Кембриджский университет; Кембридж, Англия.
  81. ^ Hanley, PL; Kiflawi, I.; Lang, AR (1977). "О топографически идентифицируемых источниках катодолюминесценции в природных алмазах". Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences . 284 (1324): 329. Bibcode : 1977RSPTA.284..329H. doi : 10.1098/rsta.1977.0012. S2CID  120959202.
  82. ^ abc Kiflawi, I.; Bruley, J.; Luyten, W.; Van Tendeloo, G. (1998). "'Естественные' и 'искусственные' тромбоциты в алмазах типа Ia" (PDF) . Philosophical Magazine B . 78 (3): 299. Bibcode :1998PMagB..78..299K. doi :10.1080/014186398258104. Архивировано (PDF) из оригинала 12 февраля 2019 г. . Получено 12 февраля 2019 г. .
  83. ^ Кифлави, И.; Ланг, А. Р. (1977). "Поляризованная инфракрасная катодолюминесценция от дефектов пластинок в природных алмазах". Nature . 267 (5606): 36. Bibcode :1977Natur.267...36K. doi :10.1038/267036a0. S2CID  4277090.
  84. ^ Госс, Дж.; Кумер, Б.; Джонс, Р.; Фолл, К.; Бриддон, П.; Оберг, С. (2003). «Расширенные дефекты в алмазе: интерстициальная пластинка». Physical Review B. 67 ( 16): 165208. Bibcode : 2003PhRvB..67p5208G. doi : 10.1103/PhysRevB.67.165208.
  85. ^ Speich, L.; Kohn, SC; Wirth, R.; Bulanova, GP; Smith, CB (2017). «The relationship between platelet size and the B′ infrared of natural diamonds revisited» (Пересмотр связи между размером пластинок и инфракрасным пиком B′ природных алмазов). Lithos . 278–281: 419–426. Bibcode : 2017Litho.278..419S. doi : 10.1016/j.lithos.2017.02.010. hdl : 1983/34ba5767-e947-43d2-a4da-41dd88455f70 . S2CID  131914804. Архивировано из оригинала 30 июня 2023 г. Получено 11 августа 2019 г.
  86. ^ Якубовский, К.; Адриансенс, Г. Дж. (2000). «Характеристика инфракрасной люминесценции, связанной с тромбоцитами, в алмазе». Philosophical Magazine Letters . 80 (6): 441. Bibcode : 2000PMagL..80..441A. doi : 10.1080/095008300403594. S2CID  138243923.
  87. ^ Чен, Дж. Х.; Бернартс, Д.; Сео, Дж. В.; Ван Тенделу, Г.; Каги, Х. (1998). «Пустоты в поликристаллическом природном алмазе». Philosophical Magazine Letters . 77 (3): 135. Bibcode : 1998PMagL..77..135H. doi : 10.1080/095008398178561.
  88. ^ Кифлави, И.; Брулей, Дж. (2000). «Последовательность агрегации азота и образование пустот в алмазе». Алмаз и родственные материалы . 9 (1): 87. Bibcode :2000DRM.....9...87K. doi :10.1016/S0925-9635(99)00265-4.
  89. ^ Кифлави, И.; Мейнвуд, А.; Канда, Х.; Фишер, Д. (1996). «Азотные интерстиции в алмазе». Physical Review B. 54 ( 23): 16719–16726. Bibcode : 1996PhRvB..5416719K. doi : 10.1103/PhysRevB.54.16719. PMID  9985801.
  90. ^ Якубовский, Константин; Адриансенс, Гай Дж. (2001). «Захват вакансий дефектами в алмазе». Журнал физики: конденсированное вещество . 13 (26): 6015. Bibcode : 2001JPCM...13.6015I. doi : 10.1088/0953-8984/13/26/316. S2CID  250804678.
  91. ^ Якубовский, К.; Адриансенс, Г. Дж.; Несладек, М. (2000). "Фотохромизм вакансионно-связанных центров в алмазе". Journal of Physics: Condensed Matter . 12 (2): 189. Bibcode :2000JPCM...12..189I. doi :10.1088/0953-8984/12/2/308. S2CID  250820432.
  92. ^ Мита, Y. (1996). «Изменение спектров поглощения в алмазе типа Ib при облучении тяжелыми нейтронами». Physical Review B. 53 ( 17): 11360–11364. Bibcode : 1996PhRvB..5311360M. doi : 10.1103/PhysRevB.53.11360. PMID  9982752.
  93. ^ Дэвис, Г.; Назаре, М. Х.; Хамер, М. Ф. (1976). "Вибронная полоса H3 (2,463 эВ) в алмазе: эффекты одноосного напряжения и нарушение зеркальной симметрии". Труды Королевского общества A: математические, физические и инженерные науки . 351 (1665): 245. Bibcode : 1976RSPSA.351..245D. doi : 10.1098/rspa.1976.0140. S2CID  93034755.
  94. ^ Lawson, SC; Davies, G.; Collins, AT; Mainwood, A. (1992). "Оптический переход 'H2' в алмазе: эффекты одноосных возмущений напряжения, температуры и изотопного замещения". Journal of Physics: Condensed Matter . 4 (13): 3439. Bibcode : 1992JPCM....4.3439L. doi : 10.1088/0953-8984/4/13/008. S2CID  250824280.
  95. ^ Мита, Ю.; Нисида, Ю.; Суйто, К.; Онодера, А.; Язу, С. (1990). «Фотохромизм центров H2 и H3 в синтетических алмазах типа Ib». Физический журнал: конденсированное вещество . 2 (43): 8567. Бибкод : 1990JPCM....2.8567M. дои : 10.1088/0953-8984/2/43/002. S2CID  250878505.
  96. ^ Sa, ESD; Davies, G. (1977). "Исследования одноосного напряжения вибронных полос 2,498 эВ (H4), 2,417 эВ и 2,536 эВ в алмазе". Труды Королевского общества A: Математические, физические и инженерные науки . 357 (1689): 231. Bibcode : 1977RSPSA.357..231S. doi : 10.1098/rspa.1977.0165. S2CID  98842822.
  97. ^ Коллинз, AT; Аллерс, L.; Ворт, CJH; Скарсбрук, GA (1994). «Отжиг радиационных повреждений в бесцветном CVD-алмазе De Beers». Diamond and Related Materials . 3 (4–6): 932. Bibcode : 1994DRM.....3..932C. doi : 10.1016/0925-9635(94)90302-6.
  98. ^ Госс, Дж.; Джонс, Р.; Брейер, С.; Бриддон, П.; Оберг, С. (1996). «Двенадцать линий люминесцентного центра 1,682 эВ в алмазе и комплекс вакансия-кремний». Physical Review Letters . 77 (14): 3041–3044. Bibcode :1996PhRvL..77.3041G. doi :10.1103/PhysRevLett.77.3041. PMID  10062116.