Оптически активные дефекты в алмазе – закономерности образования и взаимной трансформации

• Автор: Винс, Виктор Генрихович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 252 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ВСТРЕЧАЮЩИХСЯ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ДЕФЕКТЫ СТРУКТУРЫ-АЛМАЗ А

1.1. Фазовая диаграмма углерода

1.2. Кристаллическая структура

1.3. Зонная структура алмаза

1.4. Фононы в алмазе

1.5. Основные примесные дефекты. Классификация алмазов

1.5.1. Дефект С

1.5.2. Дефект А
1.5.3. Дефект В
1.5.4. Дефект В
1.5.5. Классификация алмазов
1.6. Дополнительные примесные дефекты
1.6.1. Дефект В
1.6.2. Дефект N
1.6.3. Дефекты НЗ и Н
1.6.4. Дефект Н
1.6.5. Дефекты ИУ
1.6.6. Дефект
1.6.7. Дефекты, связанные с ЗА ионами переходных металлов
1.6.8. Дефекты с участием водорода
1.7. Собственные дефекты в алмазе
1.7.1. Дислокации
1.7.2. Вакансии и междоузельные атомы
1.8 Известные данные о трансформации оптически активных дефектов
Заключение и выводы
2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ АЛМАЗОВ И ПОСТГЕНЕТИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
2.1. Описание коллекций исследованных алмазов

2.2. Параметры и технологии получения синтетических алмазов
2.3. Технологии и аппаратура, использовавшиеся для постгенетического отжига кристаллов алмаза
2.3.1. Высокотемпературный отжиг алмазов в вакууме (НТ- отжиг)
2.3.2. Технология НРНТ отжига кристаллов алмаза
2.3.3. Технология и аппаратура АРНТ отжига кристаллов алмаза
2.3.4. Технология и аппаратура LPHT отжига алмазов в аргоново - водородной плазме.
2.4. Виды и параметры применявшихся радиационных воздействий
2.4. 1. Облучение алмазов высокоэнергетичными электронами
2.4.2. Облучение алмазов потоками нейтронов в активной зоне ядерного реактора
2.5. Оптические методы исследований
2 6. Способыояистки алмазов от поверхностных загрязнений
3. ОБРАЗОВАНИЕ И ПОСТРОСТОВАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ОПТИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ДЕФЕКТОВ В НРНТ СИН'ГЕТИЧСКИХ АЛМАЗАХ
3.1. Введение
3.2. Влияние условий роста на спектральные характеристики и структурное совершенство алмазов типа Ib
3.3. Трансформация ОАД в алмазах типа Ib при термобарическом (НРНТ) отжиге
3.4. С—>А - агрегация в никелевых и кобальтовых кристаллах при НРНТ отжиге
3.5. С—>А- агрегация в никелевых алмазах при АРНТ-, и LPHT отжиге
3.5.1. Агрегация в никелевых и кобальтовых алмазах при АРНТ отжиге
3.5.2. С^>А — агрегация в никелевых алмазах при LPHT отжиге
Заключение и выводы
4. ГЕНЕРАЦИЯ И ОТЖИГ РАДИАЦИОННЫХ ДЕФЕКТОВ В АЛМАЗАХ, ОБЛУЧЕННЫХ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧНЫМИ ЭЛЕКТРОНАМИ
4.1. Введение
4.2. Генерация первичных радиационных дефектов в алмазах типов 11а и ГЬ
4.3 Отжиг радиационных дефектов в алмазах типа Ib
4.4. С—>А - агрегация в алмазах с радиационными дефектами
4.4.1. Агрегация С-дефектов в никелевых синтетических алмазах
4.4.2 Агрегация С-дефектов в кобальтовых синтетических алмазах

4.5. Генерация и отжиг радиационных дефектов в алмазах типов 1а+1Ь, 1а, псевдотипа 1аАВ1+1Ь
4.5.1. Алмазы типа 1а+1Ь
4.5.2. Алмазы типа 1а
4.5.3. Алмазы псевдотипа1аАВ 1+1Ь
Заключение и выводы
5. ГЕНЕРАЦИЯ И ОТЖИГ РАДИАЦИОННЫХ ДЕФЕКТОВ В АЛМАЗАХ,
ОБЛУЧЕННЫХ НЕЙТРОНАМИ
5.1. Введение
5.2. Общие закономерности образования радиационных дефектов в кристаллической
решетке алмаза при облучении быстрыми нейтронами
5.3г. Особенности оптических спектров алмазов разных типов, облученных быстрыми, нейтронами
5.3.1. Алмазы типа 11а
5.3.2. Алмазы-типа 1Ь
5.3.3. Алмазы типа1а
5.4. Обсуждение экспериментальных результатов
Заключение и выводы
6. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТРАНСФОРМАЦИИ ОПТИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ДЕФЕКТОВ В ПРИРОДНЫХгАЛМАЗАХ ПРИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОМ ОТЖИГЕ В УСЛОВИЯХ СТАБИЛЬНОСТИ АЛМАЗА И ГРАФИТА
6.1. Введение
6.2. Трансформация ОАД при термобарическом (НРНТ) отжиге алмазов с различной степенью пластической деформации
6.3. Особенности НРНТ отжига графитсодержащих алмазов серого цвета
6.4. Трансформация ОАД при «термоударном» режиме высокотемпературного отжига
алмазов при атмосферном давлении (АРНТ отжиг)
Заключение и выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы
Благодарности

(центр У7) [46] и определить структуру дефекта. Спектр представляет собой СТС от двух магнитно-эквивалентных атомов азота с константами СТС Ац=
54,6 Гс и А[= 28,56 Гс. ИК полосы 1282, 1215 и 1100 см’1 , относящиеся к центру А (рис. 1.9, а), интерпретируются как три растягивающих колебания, а полоса 480 см'1 соответствует изгибающим колебаниям [47]. В УФ области спектра центр А характеризуется широкой полосой с максимумом около 300 нм (4.13 эВ) со слабой БФЛ 306.5нм (4.044 эВ). Согласно Соболеву [47,48] проявление дефекта А в УФ области связано с внутрицентровыми переходами. Этот центр образуется в результате агрегирования центров С при отжиге кристаллов алмаза [49]. Модель центра А подтверждается изотопным эффектом: смещением максимумов их полос на ожидаемую величину в низкоэнергетическую сторону в колебательном спектре при замещении азота на его более тяжелый изотоп (15К) в работах [32,33], соответственно. Концентрация атомов азота в форме А - дефектов связана с коэффициентом поглощения на длине волны 7,8 мкм (1282 см"1) соотношением:
14а (ррт) = (16,2 ±1)

[50]. (1.4)
А - дефект диамагнитен. Причиной этого является сильное антиферромаг-нитное взаимодействия неспаренных электронов от двух замещающих атомов азота в соседних узлах алмазной решетки.
1.5.3. Дефект В1.
Последним из основных азотных дефектов является В1-дефект (рис. 1.8), проявляющийся в ИК спектрах системой полос поглощения 7,5; 7,5; 9,1; 9,9; и
12,8 мкм (соответственно 1332, 1175, 110, 1010 и 780 см'1) (рис.1.9, б). Отчетливый пик 1332 см"1 совпадает с частотой рамановского колебания с% (О) в центре зоны Брюллюэна (см. Табл. 1.2). В алмазах с А - дефектом это колебание в спектре проявляется в виде слабого перегиба. Наиболее сильной полосой