Оптически активные никелевые центры в алмазах: спектроскопия, строение, взаимная трансформация, пространственное распределение

• Автор: Елисеев, Александр Павлович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 310 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ПРЕДШЕСТВУЮЩИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Структура алмаза
1.2. Классификации алмазов
1.3. Определение концентрации примеси в основных формах по
спектрам оптического поглощения.
1.4. Агрегирование примесей в алмазе
1.5. Собственные дефекты в алмазе по данным оптической абсорбционно-люминесцентной спектроскопии
1.6. Дефекты с участием радиационного дефекта и примеси
(азота)
1.7. Протяженные дефекты
1.8. Некоторые распространенные типы свечения в природных
алмазах
1.9. Переходные ноны в алмазах
1.10. Формулировка цели и постановка задач диссертационных исследований
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ В
АЛМАЗАХ
2.1. Оптическая спектроскопия
2.1.1. Колебательная спектроскопия
2.1.2. Оптическая спектроскопия в области электронных переходов
2.1.2.1.Никель в теории кристаллического поля (на примере хризоберилла ВеА1204)
2.1.2.2.0птическая спектроскопия 3<Т —ионов в ковалентных
кристаллах
2.1.2.3. Электронно-колебательное взаимодействие
2.1.3. Термоактивационная спектроскопия
2.2. Магнитные свойства
2.2.1. Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР)
2.2.2. Магнитная восприимчивость

ГЛАВА 3. ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА. ОБРАЗЦЫ
3.1. Спектры оптического поглощения
3.1.1. УФ-видимая-ближняя ИК область
3.1 2. Спектры поглощения в средней ИК области спектра
3.2. Спектры фотопроводимости
3.3. Спектры люминесценции
3.3.1. Фотолюминесценция (ФЛ)
3.3.2. Локальные измерения ФЛ
3.4. Термоактивационная спектроскопия
3.5. Анализ изображений
3.6. ЭПР
3.7. Магнитная восприимчивость
3.8. Образцы для исследований:
3.8.1 Синтетические алмазы
3.8.2. Природные алмазы
ГЛАВА 4. СИНТЕТИЧЕСКИЕ АЛМАЗЫ: ОПТИЧЕСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ НИКЕЛЕВЫХ ЦЕНТРОВ
4.1. Основные системы в поглощении и люминесценции в
ростовых СА
4.2. Влияние НРНТ обработки на оптические спектры СА.
Основные системы в спектрах поглощении и люминесценции
4.3. Влияние НРНТ отжига на рептгенолгоминесценцию
синтетических алмазов
4.4. Температурная зависимость в спектрах ФЛ, связанная с
расщеплением возбужденных состояний
4.5. Спектры возбуждения люминесценции (СВЛ) и
фотопроводимости (ФП)
4.6. Фотохромный эффект в спектрах поглощения синтетических
алмазов
4.7. Влияние ионизирующего облучения (рентгеновского) на
поглощение синтетических алмазов
4.8. Термостимулированная и туннельная люминесценция в
синтетических алмазах: центры захвата носителей заряда
4.9. Моделирование спектров ФЛ для никелевых центров
систем
4.9.1. Форма полосы колебательных повторений
4.9.2. Параметры бесфононных линий
4.9.2.1. Форма БФЛ
4.9.2.2. Ширина БФЛ при 5 К
4.9.2.3. Температурная зависимость ширины БФЛ
4.9.2.4. Температурная зависимость положения БФЛ
4.9.2.5. Температурная зависимость интенсивности БФЛ
4.10. Кинетика затухания и температурная зависимость интегральной

4.11. Алмаз как активная среда для перестраиваемых лазеров
4.12. Выводы по главе
ГЛАВА 5. СТРУКТУРА ОПТИЧЕСКИ-АКТИВНЫХ
НИКЕЛЕВЫХ ДЕФЕКТОВ В СИНТЕТИЧЕСКИХ АЛМАЗАХ ПО ДАННЫМ ЭПР
5.1. Парамагнитные никелевые центры в ростовых СА
5.2. Парамагнитные никелевые центры в отожженных С А
5.2.1. Центр NE4
5.2.2. Центр NE1
5.2.3. Центр NE2
5.2.4. Центр NE3
5.2.5. Центр NE5
5.2.6. Центр NE8
5.2.7. Центры NE6,NE7
5.3. Взаимная трансформация никель-содержащих дефектов при
НРНТ отжиге в алмазах
5.4. Электронное состояние никелевых дефектов в структуре алмаза
5.5. Корреляции между парамагнитными центрами и оптическими
системами
5.6. Механизмы агрегирования азота в никель-содержащих синтетических алмазах
5.7. Выводы к главе

относится к рассмотрению одиночных междуузедьного и замещающего никеля [118-125], примеры интерпретации оптических переходов приведены на Рис.1.7.
Энергия фитинов, эВ
Рис. 1.6. Спектры поглощения при 80 К для ростового синтетического алмаза, полученного в системе №-С до отжига (а), после отжига 1600 С, 4 час.(б) и 1800С, 4 часа (с)[116]. Каждая группы стрелок отмечает линии с одинаковым поведением, относящиеся предположительно к одному центру.
2т,(еЪ

Г„+Г,

2Е(е¥) с'"| Ая

IL-S-rC,

т,<«У>

•—гг*

, ' А.
-LU- в c*;.ls
Т-(а
Nis . 3.1 eV
2.51«V : 1.833eV
- Г/Э-1/2)
- Г,(3=3/2)
>.L.S
Рис. 1.7. Расщепление мультиплетных уровней Ni;2+ (а) и Ni* (б) под действием спин-орбитального взаимодействия и деформации вдоль <111> до симметрии C3v. Разрешенные оптические переходы: ж, а с поляризацией вдоль и перпендикулярно к <111>. (с) -мультиплетные уровни Nis' с идентификацией оптических переходов. Показано спин-орбитальное расщепление основного состояния [119].