Это хорошая статья. Для получения дополнительной информации нажмите здесь.
Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Синтетические алмазы различных цветов, выращенные методом высокого давления и высокой температуры, размер алмаза ~ 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 решетки алмаза, (4) пики водорода при 3107 и 3237 см −1

Дефекты в кристаллической решетке из алмаза являются общими. Такие кристаллографические дефекты в алмазе могут быть результатом неоднородностей решетки или внешних примесей замещения или внедрения, внесенных во время или после роста алмаза. Дефекты влияют на свойства материала алмаза и определяют, к какому типу относится алмаз; наиболее драматические эффекты оказываются на цвете алмаза и электропроводности , что объясняется электронной зонной структурой .

Дефекты могут быть обнаружены с помощью различных типов спектроскопии , включая электронный парамагнитный резонанс (ЭПР), люминесценцию, индуцированную светом ( фотолюминесценция , PL) или электронным лучом ( катодолюминесценция , CL), а также поглощение света в инфракрасном (IR), видимом и УФ части спектра. Спектр поглощения используется не только для выявления дефектов, но и оценить их концентрацию; он также может отличить натуральные бриллианты от синтетических или улучшенных . [1]

Маркировка алмазных центров [ править ]

В алмазной спектроскопии существует традиция обозначать спектр, вызванный дефектами, пронумерованным аббревиатурой (например, GR1). Этой традиции следовали в целом с некоторыми заметными отклонениями, такими как центры A, B и C. Однако многие сокращения сбивают с толку: [2]

  • Некоторые символы слишком похожи (например, 3H и H3).
  • Случайно одинаковые метки были присвоены разным центрам, обнаруженным с помощью ЭПР и оптических методов (например, центр ЭПР N3 и оптический центр N3 не имеют отношения). [3]
  • В то время как некоторые аббревиатуры логичны, например N3 (N для натурального, т. Е. Наблюдаемого в природном алмазе) или H3 (H для нагретого, т. Е. Наблюдаемого после облучения и нагревания), многие - нет. В частности, нет четкого различия между значениями меток GR (общее излучение), R (излучение) и TR (излучение типа II). [2]

Симметрия дефекта [ править ]

Симметрия дефектов в кристаллах описывается точечными группами . Они отличаются от пространственных групп, описывающих симметрию кристаллов, отсутствием трансляций, и поэтому их намного меньше. В алмазе до сих пор наблюдались дефекты только следующих симметрий: тетраэдрические (T d ), тетрагональные (D 2d ), тригональные (D 3d , C 3v ), ромбические (C 2v ), моноклинные (C 2h , C 1h , C 2 ) и триклинический (C 1 или CS ). [2] [4]

Симметрия дефекта позволяет прогнозировать многие оптические свойства. Например, однофононное (инфракрасное) поглощение в решетке чистого алмаза запрещено, поскольку решетка имеет центр инверсии . Однако введение любого дефекта (даже «очень симметричного», такого как пара замещения NN) нарушает симметрию кристалла, что приводит к индуцированному дефектом поглощению инфракрасного излучения, которое является наиболее распространенным инструментом для измерения концентрации дефектов в алмазе. [2]

В синтетическом алмазе, выращенном с помощью высокотемпературного синтеза под высоким давлением [5] или химического осаждения из газовой фазы , [6] [7] дефекты с симметрией ниже тетраэдрической выравниваются по направлению роста. Такое выравнивание также наблюдалось в арсениде галлия [8] и, следовательно, не является уникальным для алмаза.

Внешние дефекты [ править ]

Различные элементные анализы алмаза выявляют широкий спектр примесей. [9] Однако в основном они возникают из-за включений инородных материалов в алмаз, которые могут быть нанометровыми и невидимыми в оптический микроскоп . Кроме того, практически любой элемент можно забить в алмаз с помощью ионной имплантации . Более существенными являются элементы, которые могут быть введены в решетку алмаза в виде отдельных атомов (или небольших атомных кластеров) во время роста алмаза. К 2008 году такими элементами будут азот , бор , водород , кремний , фосфор , никель , кобальт и, возможно, сера.. Марганец [10] и вольфрам [11] однозначно обнаружены в алмазе, но, возможно, они происходят от инородных включений. Обнаружение изолированного железа в алмазе [12] позже было переинтерпретировано с точки зрения микрочастиц рубина, образовавшихся в процессе синтеза алмаза. [13] Кислород считается основной примесью в алмазе [14], но он еще не был идентифицирован в алмазе спектроскопически. [ необходима цитата ] Двухэлектронный парамагнитный резонансцентры (OK1 и N3) первоначально были отнесены к азот-кислородным комплексам, а затем к комплексам, связанным с титаном. [15] Однако это определение косвенное, и соответствующие концентрации довольно низкие (несколько частей на миллион). [16]

Азот [ править ]

Самая распространенная примесь в алмазе - это азот, который может составлять до 1% алмаза по массе. [14] 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 как отдельный атом (т.е. азотсодержащие молекулы диссоциируют перед включением), однако молекулярный азот также включается в алмаз. [17]

Поглощение света и другие свойства материала алмаза сильно зависят от содержания азота и агрегатного состояния. Хотя все агрегированные конфигурации вызывают поглощение в инфракрасном диапазоне , алмазы, содержащие агрегированный азот, обычно бесцветны, то есть имеют небольшое поглощение в видимом спектре. [2] Четыре основные формы азота следующие:

Схема центра C

C-азотный центр [ править ]

C-центр соответствует электрически нейтральным одиночным замещающим атомам азота в решетке алмаза. Их легко увидеть в спектрах электронного парамагнитного резонанса [18] (в которых они ошибочно названы центрами P1). Центры C придают цвет от темно-желтого до коричневого; эти алмазы классифицируются как тип Ib и широко известны как «канареечные алмазы», ​​которые редко встречаются в форме драгоценных камней . Большинство синтетических алмазов, произведенных 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 дает желтый цвет. [19]Поскольку атомы азота имеют пять доступных электронов (на один больше, чем атомы углерода, которые они замещают), они действуют как «глубокие доноры »; то есть каждый замещающий азот имеет дополнительный электрон для передачи и образует донорный энергетический уровень в запрещенной зоне . Свет с энергией выше ~ 2,2 эВ может возбудить донорные электроны в зону проводимости , что приведет к желтому цвету. [20]

Центр C дает характерный инфракрасный спектр поглощения с резким пиком при 1344 см -1 и более широкой особенностью при 1130 см -1 . Поглощение на этих пиках обычно используется для измерения концентрации отдельного азота. [21] Другой предложенный способ, использующий УФ-поглощение при ~ 260 нм, позже был отвергнут как ненадежный. [20]

Акцепторные дефекты в алмазе ионизируют пятый электрон азота в С-центре, превращая его в С + -центр. Последний имеет характерный спектр ИК-поглощения с острым пиком при 1332 см -1 и более широкими и более слабыми пиками при 1115, 1046 и 950 см -1 . [22]

Схема центра А

Азотный центр [ править ]

Центр A, вероятно, является наиболее распространенным дефектом природных алмазов. Он состоит из пары нейтральных ближайших соседей атомов азота, замещающих атомы углерода. Центр A создает порог УФ-поглощения при ~ 4 эВ (310 нм, т.е. невидимый для глаза) и, таким образом, не вызывает окрашивания. Алмаз, содержащий азот преимущественно в форме А, относится к типу IaA . [23]

Центр A является диамагнитным , но если он ионизируется УФ-светом или глубокими акцепторами, он дает спектр электронного парамагнитного резонанса W24, анализ которого однозначно доказывает структуру N = N. [24]

Центр A показывает спектр ИК-поглощения без резких деталей, который заметно отличается от такового для центров C или B. Его самый сильный пик при 1282 см -1 обычно используется для оценки концентрации азота в форме A. [25]

Схема центра B

B-азотный центр [ править ]

Существует общее мнение, что B-центр (иногда называемый B1) состоит из углеродной вакансии, окруженной четырьмя атомами азота, замещающими атомы углерода. [1] [2] [26] Эта модель согласуется с другими экспериментальными результатами, но нет прямых спектроскопических данных, подтверждающих ее. Алмазы, в которых большинство азота образует центры B, встречаются редко и относятся к типу IaB ; большинство драгоценных камней содержат смесь центров A и B вместе с центрами N3.

Подобно центрам A, центры B не вызывают окраску, и никакое УФ-или видимое поглощение не может быть отнесено к центрам B. Раннее отнесение абсорбционной системы N9 к центру B было позже опровергнуто. [27] Центр B имеет характерный спектр инфракрасного поглощения (см. Изображение инфракрасного поглощения выше) с острым пиком при 1332 см -1 и более широкой особенностью при 1280 см -1 . Последний обычно используется для оценки концентрации азота в форме B. [28]

Обратите внимание, что многие оптические пики в алмазе случайно имеют сходные спектральные положения, что вызывает большую путаницу среди геммологов. Спектроскописты используют весь спектр, а не один пик для идентификации дефекта, и рассматривают историю роста и обработки отдельного алмаза. [1] [2] [26]

Схема центра N3

Азотный центр N3 [ править ]

Центр N3 состоит из трех атомов азота, окружающих вакансию. Его концентрация всегда составляет лишь долю центров A и B. [29] Центр N3 является парамагнитным , поэтому его структура хорошо обоснована анализом спектра ЭПР P2. [3] Этот дефект дает характерную линию поглощения и люминесценции при 415 нм и, таким образом, сам по себе не вызывает окраску. Однако центр N3 всегда сопровождается центром N2, имеющим линию поглощения при 478 нм (и без люминесценции). [30] В результате алмазы, богатые центрами N3 / N2, имеют желтый цвет.

Бор [ править ]

Алмазы, содержащие бор в качестве примеси замещения, называют типом IIb . Только один процент природных алмазов относится к этому типу, и большинство из них имеют цвет от синего до серого. [31] Бор является акцептором в алмазе: атомы бора имеют на один электрон меньше, чем атомы углерода; следовательно, каждый атом бора, замещающий атом углерода, создает электронную дырку в запрещенной зоне, которая может принимать электрон из валентной зоны . Это позволяет поглощать красный свет, а из-за небольшой энергии (0,37 эВ) [32], необходимой электрону для выхода из валентной зоны, дырки могут термически высвобождаться из атомов бора в валентную зону даже при комнатных температурах. Эти отверстия могут перемещаться вэлектрическое поле и сделать алмаз электропроводящим (т.е. полупроводник p-типа ). Для этого требуется очень мало атомов бора - типичное соотношение - один атом бора на 1 000 000 атомов углерода.

Алмазы, легированные бором, пропускают свет до ~ 250 нм и поглощают некоторое количество красного и инфракрасного света (отсюда и синий цвет); они могут фосфоресцировать синим после воздействия коротковолнового ультрафиолетового света. [32] Помимо оптического поглощения, акцепторы бора были обнаружены с помощью электронного парамагнитного резонанса. [33]

Фосфор [ править ]

Фосфор может быть намеренно введен в алмаз, выращенный методом химического осаждения из газовой фазы (CVD) в концентрациях до ~ 0,01%. [34] Фосфор заменяет углерод в решетке алмаза. [35] Подобно азоту, фосфор имеет на один электрон больше, чем углерод, и поэтому действует как донор; однако энергия ионизации фосфора (0,6 эВ) [34] намного меньше, чем у азота (1,7 эВ) [36], и достаточно мала для термической ионизации при комнатной температуре . Это важное свойство фосфора в алмазе благоприятствует электронным приложениям, таким как УФ-светодиоды ( светодиоды , на длине волны 235 нм). [37]

Водород [ править ]

Водород - одна из важнейших технологических примесей в полупроводниках, включая алмаз. Связанные с водородом дефекты сильно различаются в природном алмазе и 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. В самой решетке алмаза водород-вакансия [38] и водород-азот-вакансия [39]комплексы были идентифицированы в отрицательно заряженных состояниях с помощью электронного парамагнитного резонанса . Кроме того, зарегистрированы многочисленные пики ИК-поглощения, связанные с водородом. [40]

Экспериментально показано, что водород пассивирует электрически активные примеси бора [41] и фосфора [42] . Предположительно в результате такой пассивации образуются мелкие донорные центры. [43]

В природных алмазах обычно наблюдается несколько пиков ИК-поглощения, связанных с водородом; самые сильные расположены при 1405, 3107 и 3237 см -1 (см. рисунок ИК-поглощения выше). Микроскопическая структура соответствующих дефектов пока неизвестна, и даже неясно, происходят ли эти дефекты в алмазе или в инородных включениях. Серый цвет некоторых алмазов из рудника Аргайл в Австралии часто ассоциируется с этими водородными дефектами, но, опять же, это предположение еще не доказано. [44]

Никель, кобальт и хром [ править ]

Микрофотография (вверху) и УФ-возбужденная фотолюминесценция (внизу) синтетической алмазной пластины (ширина ~ 3 мм). Большая часть желтого цвета и зеленого излучения происходит от никеля.

Когда алмазы выращиваются методом высокого давления и высокой температуры, в среду для выращивания обычно добавляют никель, кобальт, хром или некоторые другие металлы, чтобы облегчить каталитическое превращение графита в алмаз. В результате образуются металлические включения. Кроме того, изолированные атомы никеля и кобальта встраиваются в решетку алмаза, что демонстрируется характерной сверхтонкой структурой в электронном парамагнитном резонансе , спектрах оптического поглощения и фотолюминесценции [45], а концентрация изолированного никеля может достигать 0,01%. [46] Этот факт совершенно необычен, учитывая большую разницу в размерах между атомами углерода и переходного металла и превосходную жесткость решетки алмаза. [2] [46]

Многочисленные Ni-родственные дефекты были обнаружены с помощью электронного парамагнитного резонанса , [5] [47] оптического поглощения и фотолюминесценции , [5] [47] [48] , как в синтетических и природных алмазов. [44] Можно выделить три основные структуры: замещающий Ni, [49] никель-вакансия [50] и комплекс никель-вакансия, декорированный одним или несколькими замещающими атомами азота. [47] Структура «никель-вакансия», также называемая «полудивакансией», характерна для большинства крупных примесей в алмазе и кремнии (например, олова в кремнии [51]). Механизм его образования обычно следующий: большой атом никеля включает замещающий атом, затем вытесняет соседний углерод (создавая соседнюю вакансию) и перемещается между двумя сайтами.

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 кобальта были обнаружены электронного парамагнитного резонанса [52] и фотолюминесценции , [5] [53] , но их структура пока неизвестна. [54]

Связанный с хромом оптический центр был обнаружен в алмазе после ионной имплантации и последующего отжига. [55] [56]

Кремний, германий, олово и свинец [ править ]

Модель полудивакансии (примесь-вакансия) для крупной примеси в алмазе (Ni, Co, Si, S и т. Д.), Где большой розовый атом примеси заменяет два атома углерода. Детали соединения с алмазной решеткой неясны.

Кремний - обычная примесь в алмазных пленках, выращенных методом химического осаждения из газовой фазы, и происходит он либо из кремниевой подложки, либо из кремнеземных окон или стенок реактора CVD. Это также наблюдалось в природных алмазах в дисперсной форме. [57] Изолированные дефекты кремния были обнаружены в решетке алмаза по резкому пику оптического поглощения при 738 нм [58] и электронному парамагнитному резонансу . [59] Подобно другим крупным примесям, основная форма кремния в алмазе была идентифицирована как комплекс Si-вакансия (полудивакансионный сайт). [59] Этот центр является глубоким донором с энергией ионизации 2 эВ и, таким образом, снова не подходит для электронных приложений. [60]

Si-вакансии составляют незначительную часть всего кремния. Считается (хотя доказательств нет), что большая часть кремния заменяет углерод, таким образом, становясь невидимым для большинства спектроскопических методов, потому что атомы кремния и углерода имеют такую ​​же конфигурацию внешних электронных оболочек. [61]

Германий, олово и свинец обычно отсутствуют в алмазе, но они могут быть введены во время роста или последующей ионной имплантацией. Эти примеси могут быть обнаружены оптически через центры вакансии германия , [62] вакансия олова и вакансия свинца [63], соответственно, которые имеют свойства, аналогичные свойствам центра вакансии Si . [64]

Как и NV-центры, комплексы Si-V, Ge-V, Sn-V и Pb-V имеют потенциальное применение в квантовых вычислениях. [65] [63]

Сера [ править ]

Примерно в 2000 году была волна попыток легирования синтетических CVD-алмазных пленок серой с целью получения проводимости n-типа с низкой энергией активации. Были опубликованы успешные отчеты [66], но затем они были отклонены [67], поскольку проводимость была отнесена к p-типу, а не к n-типу и связана не с серой, а с остаточным бором, который является высокоэффективной легирующей примесью p-типа в алмазе. .

Пока (2009 г.) имеется только одно надежное свидетельство (через структуру сверхтонкого взаимодействия в электронном парамагнитном резонансе ) изолированных дефектов серы в алмазе. Соответствующий центр под названием W31 наблюдался в природных алмазах типа Ib в небольших концентрациях (частей на миллион). Он был отнесен к комплексу сера-вакансия - опять же, как и в случае никеля и кремния, к сайту полудивакансии. [68]

Внутренние дефекты [ править ]

Самый простой способ создать собственные дефекты в алмазе - это смещение атомов углерода путем облучения частицами высокой энергии, такими как альфа (гелий), бета (электроны) или гамма-частицы, протоны, нейтроны, ионы и т. Д. в лаборатории или на природе (см. Улучшение алмазов - Облучение ); он производит первичные дефекты, называемые дефектами Френкеля (атомы углерода, выбитые из своих нормальных узлов решетки в узлы внедрения) и оставшиеся вакансии решетки. Важное различие между вакансиями и междоузлиями в алмазе состоит в том, что в то время как междоузлия подвижны во время облучения, даже при температурах жидкого азота [69], вакансии начинают мигрировать только при температурах ~ 700 ° C.

Вакансии и межузельные частицы также могут быть получены в алмазе пластической деформацией, хотя и в гораздо меньших концентрациях.

Изолированная углеродная вставка [ править ]

Модель межузельного углеродного расщепления в алмазе

Изолированное межузельное пространство в алмазе никогда не наблюдалось и считается нестабильным. Его взаимодействие с обычным атомом решетки углерода приводит к возникновению «расщепленного междоузлия», дефекта, при котором два атома углерода имеют общий узел решетки и ковалентно связаны с соседними атомами углерода. Этот дефект подробно охарактеризован с помощью электронного парамагнитного резонанса (центр R2) [70] и оптического поглощения [71], и, в отличие от большинства других дефектов в алмазе, он не вызывает фотолюминесценции .

Межстраничные комплексы [ править ]

Одна из конфигураций межузельных атомов углерода в алмазе

Изолированное межузельное расщепление движется через кристалл алмаза во время облучения. Когда он встречается с другими междоузлиями, он объединяется в более крупные комплексы из двух и трех расщепленных междоузлий, идентифицируемых с помощью электронного парамагнитного резонанса (центры R1 и O3), [72] [73] оптического поглощения и фотолюминесценции. [74]

Вакансионно-интерстициальные комплексы [ править ]

Большинство высокоэнергетических частиц, помимо вытеснения атома углерода из узла решетки, также передают ему достаточно избыточной энергии для быстрой миграции через решетку. Однако при относительно слабом гамма-облучении эта дополнительная энергия минимальна. Таким образом, междоузлия остаются вблизи исходных вакансий и образуют пары вакансия-межузельные элементы, идентифицируемые посредством оптического поглощения. [74] [75] [76]

Пары вакансий-ди-интерстициальный также были произведены, хотя с помощью электронного облучения и с помощью другого механизма: [77] Отдельные межузельные частицы мигрируют во время облучения и объединяются, образуя ди-междоузлия; этот процесс происходит преимущественно вблизи вакансий решетки.

Изолированная вакансия [ править ]

Чистые алмазы до и после облучения и отжига. По часовой стрелке слева внизу: 1) Исходное (2 × 2 мм) 2–4) Облучено разными дозами электронов с энергией 2 МэВ 5–6) Облучено разными дозами и отожжено при 800 ° C.

Изолированная вакансия - наиболее изученный дефект в алмазе как экспериментально, так и теоретически. Его наиболее важным практическим свойством является оптическое поглощение, как в центрах окраски , которое дает алмазу зеленый, а иногда даже зелено-синий цвет (в чистом алмазе). Характерной чертой этого поглощения является серия резких линий, называемых GR1-8, из которых линия GR1 на 741 нм является наиболее заметной и важной. [75]

Вакансия ведет себя как глубокий донор / акцептор электронов, электронные свойства которого зависят от зарядового состояния. Уровень энергии для состояний + / 0 составляет 0,6 эВ, а для состояний 0 / - находится на 2,5 эВ выше валентной зоны . [78]

Мультивакансионные комплексы [ править ]

При отжиге чистого алмаза при ~ 700 ° C вакансии мигрируют и образуют дивакансии, характеризующиеся оптическим поглощением и электронным парамагнитным резонансом . [79] Подобно одиночным междоузлиям, дивакансии не производят фотолюминесценции. Дивакансии, в свою очередь, отжигаются при ~ 900 ° C, образуя мультивакансионные цепочки, обнаруженные методом ЭПР [80], и предположительно гексавакансионными кольцами. Последние должны быть невидимы для большинства спектроскопов, и, действительно, они до сих пор не обнаружены. [80] Отжиг вакансий меняет цвет алмаза с зеленого на желто-коричневый. Считается, что аналогичный механизм (агрегация вакансий) вызывает коричневый цвет пластически деформированных природных алмазов. [81]

Вывихи [ править ]

Дислокации - наиболее частый структурный дефект природного алмаза. Двумя основными типами дислокаций являются скользящая совокупность , в которой разрываются связи между слоями атомов с разными индексами (те, которые не лежат непосредственно друг над другом), и перемешиваемая совокупность , в которой разрывы происходят между атомами с одним и тем же индексом. Дислокации образуют оборванные связи, которые вводят уровни энергии в запрещенную зону, обеспечивая поглощение света. [82] Широкополосная голубая фотолюминесценция была надежно идентифицирована с дислокациями при прямом наблюдении в электронном микроскопе.Однако было отмечено, что не все дислокации люминесцентные, и нет корреляции между типом дислокации и параметрами излучения. [83]

Тромбоциты [ править ]

Электронная микрофотография пластинок алмаза перпендикулярно кубической оси. [84] Ширина изображения 1,5 мкм

Большинство природных алмазов содержат протяженные плоские дефекты в плоскостях решетки <100>, которые называются пластинками. Их размер колеблется от нанометров до многих микрометров, а большие легко наблюдаются в оптический микроскоп по их люминесценции. [85] В течение долгого времени тромбоциты были предположительно связаны с крупными комплексами азота - стоками азота, образованными в результате агрегации азота при высоких температурах синтеза алмаза. Однако прямое измерение азота в тромбоцитах с помощью EELS (аналитический метод электронной микроскопии) выявило очень мало азота. [84] В настоящее время принятая модель тромбоцитов представляет собой большой регулярный массив межузельных атомов углерода. [86]

Тромбоциты дают острые пики поглощения при 1359–1375 и 330 см -1 в ИК-спектрах поглощения; примечательно, что положение первого пика зависит от размера тромбоцитов. [84] [87] Как и в случае с дислокациями, широкая фотолюминесценция с центром на ~ 1000 нм была связана с тромбоцитами при прямом наблюдении в электронном микроскопе. Изучая эту люминесценцию, было установлено, что пластинки имеют "ширину запрещенной зоны" ~ 1,7 эВ. [88]

Voidites [ править ]

Электронная микрофотография, показывающая несколько октаэдрических воидитов

Как показывает электронная микроскопия, воидиты представляют собой октаэдрические кластеры нанометрового размера, присутствующие во многих природных алмазах . [89] Лабораторные эксперименты показали, что отжиг алмаза типа IaB при высоких температурах и давлениях (> 2600 ° C) приводит к разрушению пластинок и образованию дислокационных петель и воидитов, т.е. тромбоциты. В отличие от тромбоцитов, воидиты содержат много азота в молекулярной форме. [90]

Взаимодействие между внутренними и внешними дефектами [ править ]

Внешние и внутренние дефекты могут взаимодействовать с образованием новых комплексов дефектов. 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 внедрений с азотом. Углеродные межузельные частицы реагируют с замещающим азотом, образуя межузельные атомы азота с центром по связям, демонстрирующие сильное ИК-поглощение при 1450 см -1 . [91] Вакансии эффективно захватываются азотными центрами 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. [92] C-центр (одиночный азот), захватывая вакансию, образует знаменитый азот-вакансионный центр , который может быть нейтральным или отрицательно заряженным; [93] [94] отрицательно заряженное состояние имеет потенциальные применения в квантовых вычислениях.. Центры A и B после захвата вакансии создают соответствующие центры 2N-V ( центры H3 [95] и H2 [96] , где H2 представляет собой просто отрицательно заряженный центр H3 [97] ) и нейтральный 4N-2V (центр H4 [98] ). Центры H2, H3 и H4 важны, потому что 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 межузельными атомами углерода, образуя нейтральный бор-межузельный комплекс с резким оптическим поглощением при 0,552 эВ (2250 нм). [78] Пока нет данных (2009 г.) о комплексах бора и вакансии. [26]

Напротив, кремний реагирует с вакансиями, создавая описанное выше оптическое поглощение при 738 нм. [99] Предполагаемый механизм - захват мигрирующей вакансии кремнием замещения, приводящий к конфигурации Si-V (полудивакансии). [100]

Аналогичный механизм ожидается для никеля, для которого надежно идентифицированы как замещающая, так и полудивакансионная конфигурации (см. Подраздел «никель и кобальт» выше). В неопубликованном исследовании алмазы, богатые замещающим никелем, подвергались электронному облучению и отжигу с последующими тщательными оптическими измерениями, выполняемыми после каждой стадии отжига, но не было получено никаких доказательств создания или увеличения центров вакансий Ni. [50]

См. Также [ править ]

  • Химическое осаждение алмаза из паровой фазы
  • Кристаллографический дефект
  • Цвет алмаза
  • Улучшение алмазов
  • Облучение драгоценных камней
  • Материальные свойства алмаза
  • Азотно-вакансионный центр
  • Синтетический алмаз

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Коллинз, AT (2003). «Обнаружение синтетических драгоценных алмазов с усиленной окраской с помощью оптической спектроскопии». Алмазы и сопутствующие материалы . 12 (10–11): 1976–1983. Bibcode : 2003DRM .... 12.1976C . DOI : 10.1016 / S0925-9635 (03) 00262-0 .
  2. ^ Б с д е е г ч Walker, J. (1979). «Оптическое поглощение и люминесценция в алмазе» (PDF) . Отчеты о достижениях физики . 42 (10): 1605–1659. Bibcode : 1979RPPh ... 42.1605W . CiteSeerX 10.1.1.467.443 . DOI : 10.1088 / 0034-4885 / 42/10/001 .  
  3. ^ а б Wyk, JAV (1982). «Сверхтонкое взаимодействие углерода-12 с уникальным углеродом центра P2 (ESR) или N3 (оптический) в алмазе». Журнал физики C: Физика твердого тела . 15 (27): L981 – L983. Bibcode : 1982JPhC ... 15L.981V . DOI : 10.1088 / 0022-3719 / 15/27/007 .
  4. ^ Зайцев, AM (2001). Оптические свойства алмаза: Справочник . Springer. ISBN 978-3-540-66582-3.
  5. ^ а б в г Якубовский, К .; Коллинз, А. Т. (2004). «Выравнивание центров, связанных с Ni и Co при росте 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 .
  6. ^ Эдмондс, А .; d'Haenens-Johansson, U .; Cruddace, R .; Ньютон, М .; Фу, К. -М .; Сантори, С .; Beausoleil, R .; Twitchen, D .; Маркхэм, М. (2012). «Получение ориентированных азотно-вакансионных центров окраски в синтетическом алмазе». Physical Review B . 86 (3): 035201. arXiv : 1112.5757 . Bibcode : 2012PhRvB..86c5201E . DOI : 10.1103 / PhysRevB.86.035201 .
  7. ^ d'Haenens-Johansson, U .; Эдмондс, А .; Ньютон, М .; Goss, J .; Briddon, P .; Baker, J .; Martineau, P .; Khan, R .; Twitchen, D .; Уильямс, SD (2010). «ЭПР дефекта в CVD-алмазе с участием кремния и водорода, который показывает преимущественное выравнивание». Physical Review B . 82 (15): 155205. Bibcode : 2010PhRvB..82o5205D . DOI : 10.1103 / PhysRevB.82.155205 .
  8. ^ Хогг, РА; Takahei, K .; Taguchi, A .; Хорикоши, Ю. (1996). «Преимущественное выравнивание центров Er – 2O в GaAs: Er, O, обнаруженное с помощью анизотропной фотолюминесценции, возбужденной матрицей». Письма по прикладной физике . 68 (23): 3317. Bibcode : 1996ApPhL..68.3317H . DOI : 10.1063 / 1.116043 .
  9. ^ Ассали, LVC; Мачадо, WVM; Хусто, Дж. Ф. (2011). «Примеси 3d переходных металлов в алмазе: электронные свойства и химические тенденции». Phys. Rev. B . 84 (15): 155205. arXiv : 1307.3278 . Bibcode : 2011PhRvB..84o5205A . DOI : 10.1103 / PhysRevB.84.155205 .
  10. ^ Якубовский, К .; Стесманс, А. (2001). "Определение дефектов в алмазных пленках CVD и порошках HPHT алмазов с помощью электронного парамагнитного резонанса" . Physica Status Solidi . 186 (2): 199. Bibcode : 2001PSSAR.186..199I . DOI : 10.1002 / 1521-396X (200108) 186: 2 <199 :: АИД-PSSA199> 3.0.CO; 2-R .
  11. ^ Lal, S .; Даллас, Т .; Yi, S .; Gangopadhyay, S .; Holtz, M .; Андерсон, Ф. (1996). «Дефектная фотолюминесценция в пленках поликристаллического алмаза, выращенных методом электродугового осаждения из газовой фазы». Physical Review B . 54 (19): 13428–13431. Bibcode : 1996PhRvB..5413428L . DOI : 10.1103 / PhysRevB.54.13428 . PMID 9985239 . 
  12. ^ Якубовский, К .; Adriaenssens, GJ (2002). «Свидетельства наличия дефектного центра Fe в алмазе» . Журнал физики: конденсированное вещество . 14 (4): L95. Bibcode : 2002JPCM ... 14L..95I . DOI : 10.1088 / 0953-8984 / 14/4/104 .
  13. ^ Якубовский, К .; Adriaenssens, GJ (2002). «Комментарий к статье« Свидетельства наличия центра дефектов Fe в алмазе » » . Журнал физики: конденсированное вещество . 14 (21): 5459. Bibcode : 2002JPCM ... 14R.401I . DOI : 10.1088 / 0953-8984 / 14/21/401 .
  14. ^ a b Kaiser, W .; Бонд, W. (1959). «Азот, основная примесь в алмазах первого типа». Физический обзор . 115 (4): 857. Bibcode : 1959PhRv..115..857K . DOI : 10.1103 / PhysRev.115.857 .
  15. ^ Chelej, K .; Свека, К .; Iewpiewadoi, Петр; Куржидловская, Кшиштоф Ян (2018). «Связанные с титаном центры окраски в алмазе: предсказание теории функционала плотности» . J. Mater. Chem. C . 6 (19): 5261–5268.
  16. ^ Ньютон, Мэн; Бейкер, JM (1989). « 14 N ENDOR центра OK1 в натуральном алмазе типа Ib». Журнал физики: конденсированное вещество . 1 (51): 10549. Bibcode : 1989JPCM .... 110549N . DOI : 10.1088 / 0953-8984 / 1/51/024 .
  17. ^ Якубовский, К .; Adriaenssens, GJ; Вохра, YK (2000). «Включение азота в алмазные пленки, гомоэпитаксиально выращенные методом химического осаждения из газовой фазы» . Журнал физики: конденсированное вещество . 12 (30): L519. Bibcode : 2000JPCM ... 12L.519I . DOI : 10.1088 / 0953-8984 / 12/30/106 .
  18. ^ Смит, W .; Сорокин, П .; Gelles, I .; Лашер, Г. (1959). «Электронно-спиновой резонанс доноров азота в алмазе». Физический обзор . 115 (6): 1546. Полномочный код : 1959PhRv..115.1546S . DOI : 10.1103 / PhysRev.115.1546 .
  19. ^ Нассау, Курт (1980) «Драгоценные камни, сделанные человеком» Геммологический институт Америки , Санта-Моника, Калифорния, ISBN 0-87311-016-1 , стр. 191 
  20. ^ а б Якубовский, К .; Adriaenssens, GJ (2000). «Оптические переходы на замещающем азотном центре в алмазе» . Журнал физики: конденсированное вещество . 12 (6): L77. Bibcode : 2000JPCM ... 12L..77I . DOI : 10.1088 / 0953-8984 / 12/6/102 .
  21. ^ I. Kiflawi et al. «Инфракрасное поглощение одиночным азотом и дефектными центрами в алмазе» Филос. Mag. В 69 (1994) 1141
  22. ^ Лоусон, Южная Каролина; Фишер, Д .; Хант, округ Колумбия; Ньютон, Мэн (1998). «О существовании в алмазе положительно заряженного однозамещенного азота». Журнал физики: конденсированное вещество . 10 (27): 6171. Bibcode : 1998JPCM ... 10.6171L . DOI : 10.1088 / 0953-8984 / 10/27/016 .
  23. ^ 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 .
  24. ^ Tucker, O .; Ньютон, М .; Бейкер, Дж. (1994). «ЭПР и N14 измерения электронно-ядерного двойного резонанса на ближайшем ионизированном диазотистом центре в алмазе». Physical Review B . 50 (21): 15586–15596. Bibcode : 1994PhRvB..5015586T . DOI : 10.1103 / PhysRevB.50.15586 . PMID 9975922 . 
  25. ^ Бойд, SR; Kiflawi, I .; Вудс, GS (1994). «Взаимосвязь между поглощением инфракрасного излучения и концентрацией дефектов в алмазе». Философский журнал B . 69 (6): 1149. Bibcode : 1994PMagB..69.1149B . DOI : 10.1080 / 01418639408240185 .
  26. ^ a b c Коллинз А. Т. (1999). «То, что мы до сих пор не знаем об оптических центрах в алмазе». Алмазы и сопутствующие материалы . 8 (8–9): 1455–1462. Bibcode : 1999DRM ..... 8.1455C . DOI : 10.1016 / S0925-9635 (99) 00013-8 .
  27. ^ Ширяев, АА; Hutchison, MT; Дембо, К.А.; Dembo, AT; Якубовский, К .; Клюев Ю.А. Налетов, AM (2001). «Высокотемпературный отжиг алмаза под высоким давлением» . Physica B: конденсированное вещество . 308–310: 598–603. Bibcode : 2001PhyB..308..598S . DOI : 10.1016 / S0921-4526 (01) 00750-5 .
  28. ^ Бойд, SR; Kiflawi, I .; Вудс, GS (1995). «Инфракрасное поглощение агрегатом азота B в алмазе». Философский журнал B . 72 (3): 351. Bibcode : 1995PMagB..72..351B . DOI : 10.1080 / 13642819508239089 .
  29. ^ Андерсон, B .; Payne, J .; Митчелл, Р.К. (ред.) (1998) "Спектроскоп и геммология", стр. 215, Robert Hale Limited, Clerkwood House, Лондон. ISBN 0-7198-0261-X 
  30. ^ Thomaz, MF; Дэвис, Г. (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 . 
  31. ^ О'Донохью, М. (2002) «Синтетические, имитационные и обработанные драгоценные камни», Elsevier Butterworth-Heinemann, Великобритания. ISBN 0-7506-3173-2 , стр. 52 
  32. ^ a b Коллинз, AT (1993). «Оптические и электронные свойства полупроводникового алмаза». Философские труды Королевского общества A: математические, физические и инженерные науки . 342 (1664): 233–244. Bibcode : 1993RSPTA.342..233C . DOI : 10,1098 / rsta.1993.0017 . S2CID 202574625 . 
  33. ^ Аммерлаан, CAJ; Кемп Р.В. (1985). «Магнитно-резонансная спектроскопия в полупроводниковом алмазе». Журнал физики C: Физика твердого тела . 18 (13): 2623. Bibcode : 1985JPhC ... 18.2623A . DOI : 10.1088 / 0022-3719 / 18/13/009 .
  34. ^ а б Коциневский, Т .; Barjon, J .; Пино, М. -А .; Jomard, F .; Lusson, A .; Ballutaud, D .; Горохов, О .; Ларош, JM; Rzepka, E .; Chevallier, J .; Сагуй, К. (2006). «CVD-алмаз N-типа, легированный фосфором с использованием технологии MOCVD для включения легирующей примеси». Physica Status Solidi . 203 (12): 3136. Bibcode : 2006PSSAR.203.3136K . DOI : 10.1002 / pssa.200671113 .
  35. ^ Hasegawa, M .; Тераджи, Т .; Коидзуми, С. (2001). «Решетчатое расположение фосфора в гомоэпитаксиальных алмазных пленках n-типа, выращенных методом химического осаждения из газовой фазы». Письма по прикладной физике . 79 (19): 3068. Bibcode : 2001ApPhL..79.3068H . DOI : 10.1063 / 1.1417514 .
  36. ^ Фаррер, RG (1969). «О замещающем доноре азота в алмазе». Твердотельные коммуникации . 7 (9): 685–688. Bibcode : 1969SSCom ... 7..685F . DOI : 10.1016 / 0038-1098 (69) 90593-6 .
  37. ^ Коидзуми, S .; Watanabe, K .; Hasegawa, M .; Канда, Х. (2001). «Ультрафиолетовое излучение алмазного pn перехода». Наука . 292 (5523): 1899–1901. Bibcode : 2001Sci ... 292.1899K . DOI : 10.1126 / science.1060258 . PMID 11397942 . 
  38. ^ Гловер, C .; Ньютон, Мэн; Мартино, PM; Quinn, S .; Твитчен, DJ (2004). «Включение водорода в алмаз: Вакансионно-водородный комплекс». Письма с физическим обзором . 92 (13): 135502. Bibcode : 2004PhRvL..92m5502G . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.92.135502 . PMID 15089622 . 
  39. ^ Гловер, C .; Ньютон, М .; Martineau, P .; Twitchen, D .; Бейкер, Дж. (2003). "Включение водорода в алмаз: комплекс азот-вакансия-водород". Письма с физическим обзором . 90 (18): 185507. Bibcode : 2003PhRvL..90r5507G . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.90.185507 . PMID 12786024 . 
  40. ^ Fuchs, F .; Wild, C .; Schwarz, K .; MüLler-Sebert, W .; Койдл, П. (1995). «Водородные колебательные и электронные переходы в химическом осажденном из паровой фазы алмазе, идентифицированные с помощью изотопного замещения». Письма по прикладной физике . 66 (2): 177. Bibcode : 1995ApPhL..66..177F . DOI : 10.1063 / 1.113126 .
  41. ^ Chevallier, J .; Theys, B .; Lusson, A .; Grattepain, C .; Deneuville, A .; Гирарт, Э. (1998). «Взаимодействие водород-бор в алмазе p-типа». Physical Review B . 58 (12): 7966. Bibcode : 1998PhRvB..58.7966C . DOI : 10.1103 / PhysRevB.58.7966 .
  42. ^ Chevallier, J .; Jomard, F .; Teukam, Z .; Коидзуми, S .; Kanda, H .; Sato, Y .; Deneuville, A .; Бернар М. (2002). «Водород в алмазе n-типа». Алмазы и сопутствующие материалы . 11 (8): 1566. Bibcode : 2002DRM .... 11.1566C . DOI : 10.1016 / S0925-9635 (02) 00063-8 .
  43. ^ Teukam, ZP; Chevallier, J .; Saguy, CC; Kalish, R .; Ballutaud, D .; Барбе, М .; Жомар, ФО; Тромсон-Карли, А .; Cytermann, C .; Батлер, Дж. Э .; Бернард, М .; Барон, CL; Деневиль, А. (2003). «Мелкие доноры с высокой электропроводностью n-типа в гомоэпитаксиальных дейтерированных алмазных слоях, легированных бором» . Материалы природы . 2 (7): 482–486. Bibcode : 2003NatMa ... 2..482T . DOI : 10.1038 / nmat929 . PMID 12876564 . 
  44. ^ а б Якубовский, К .; Adriaenssens, GJ (2002). «Оптическая характеристика природных алмазов Аргайл» . Алмазы и сопутствующие материалы . 11 (1): 125. Bibcode : 2002DRM .... 11..125I . DOI : 10.1016 / S0925-9635 (01) 00533-7 .
  45. ^ 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 .
  46. ^ а б Коллинз, AT; Kanda, H .; Isoya, J .; Аммерлан, Калифорния; Ван Вик, Дж. А. (1998). «Корреляция между оптическим поглощением и ЭПР в алмазе под высоким давлением, выращенном из никелевого катализатора на основе растворителя». Алмазы и сопутствующие материалы . 7 (2–5): 333. Bibcode : 1998DRM ..... 7..333C . DOI : 10.1016 / S0925-9635 (97) 00270-7 .
  47. ^ а б в Надолинный, В.А. Елисеев А.П .; Бейкер, JM; Ньютон, Мэн; Твитчен, диджей; Лоусон, Южная Каролина; Юрьева О.П .; Фейгельсон, Б.Н. (1999). «Исследование сверхтонкой структуры 13 C в ЭПР никель-азотсодержащих центров в алмазе и корреляция с их оптическими свойствами». Журнал физики: конденсированное вещество . 11 (38): 7357. Bibcode : 1999JPCM ... 11.7357N . DOI : 10.1088 / 0953-8984 / 11/38/314 .
  48. ^ Ларико, R .; Хусто, JF; Мачадо, WVM; Ассали, LVC (2009). «Электронные свойства и сверхтонкие поля никелевых комплексов в алмазе». Phys. Rev. B . 79 (11): 115202. arXiv : 1208.3207 . Bibcode : 2009PhRvB..79k5202L . DOI : 10.1103 / PhysRevB.79.115202 .
  49. ^ Isoya, J .; Kanda, H .; Norris, J .; Tang, J .; Боуман, М. (1990). "Фурье-преобразование и исследования ЭПР в непрерывном режиме никеля в синтетическом алмазе: множественность сайтов и спинов". Physical Review B . 41 (7): 3905–3913. Bibcode : 1990PhRvB..41.3905I . DOI : 10.1103 / PhysRevB.41.3905 . PMID 9994206 . 
  50. ^ a b Якубовский, К. (2004). «Дефект Ni-вакансия в алмазе обнаружен методом электронного спинового резонанса» . Physical Review B . 70 (20): 205211. Bibcode : 2004PhRvB..70t5211I . DOI : 10.1103 / PhysRevB.70.205211 .
  51. ^ 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 .
  52. ^ Twitchen, D .; Baker, J .; Ньютон, М .; Джонстон, К. (2000). «Идентификация кобальта на узле решетки алмаза». Physical Review B . 61 (1): 9. Bibcode : 2000PhRvB..61 .... 9T . DOI : 10.1103 / PhysRevB.61.9 .
  53. ^ Лоусон, Южная Каролина; Kanda, H .; Watanabe, K .; Kiflawi, I .; Sato, Y .; Коллинз, А. Т. (1996). «Спектроскопическое исследование оптических центров кобальта в синтетическом алмазе». Журнал прикладной физики . 79 (8): 4348. Bibcode : 1996JAP .... 79.4348L . DOI : 10.1063 / 1.361744 .
  54. ^ Ларико, R .; Ассали, LVC; Мачадо, WVM; Хусто, Дж. Ф. (2008). «Примесные центры кобальта в алмазе: электронные свойства и сверхтонкие параметры». J. Phys .: Condens. Материя . 20 (41): 415220. arXiv : 1307.2866 . Bibcode : 2008JPCM ... 20O5220L . DOI : 10.1088 / 0953-8984 / 20/41/415220 .
  55. ^ Ахаронович, Игорь; Кастеллетто, Стефания; Johnson, Brett C .; McCallum, Jeffrey C .; 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 .
  56. ^ Ааронович, И .; Castelletto, S .; Симпсон, Д.А.; Гринтри, AD; Правер, С. (2010). «Фотофизика алмазных однофотонных излучателей на основе хрома». Physical Review . 81 (4): 043813. arXiv : 0909.1873 . Bibcode : 2010PhRvA..81d3813A . DOI : 10.1103 / PhysRevA.81.043813 .
  57. ^ Якубовский, К .; Adriaenssens, GJ; Догадкин Н.Н. Ширяев, А.А. (2001). «Оптическая характеристика некоторых центров в алмазе, индуцированных облучением» . Алмазы и сопутствующие материалы . 10 (1): 18. Bibcode : 2001DRM .... 10 ... 18I . DOI : 10.1016 / S0925-9635 (00) 00361-7 .
  58. ^ Кларк, C .; Kanda, H .; Kiflawi, I .; 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 . 
  59. ^ a b Эдмондс, А .; Ньютон, М .; Martineau, P .; Twitchen, D .; Уильямс, С. (2008). «Исследование дефектов кремния в алмазе с помощью электронного парамагнитного резонанса». Physical Review B . 77 (24): 245205. Bibcode : 2008PhRvB..77x5205E . DOI : 10.1103 / PhysRevB.77.245205 .
  60. ^ Якубовский, К .; Adriaenssens, Г. (2000). «Спектры возбуждения люминесценции в алмазе» . Physical Review B . 61 (15): 10174. Bibcode : 2000PhRvB..6110174I . DOI : 10.1103 / PhysRevB.61.10174 .
  61. ^ d'Haenens-Johansson, U .; Эдмондс, А .; Зеленый, В .; Ньютон, М .; Дэвис, G .; Martineau, P .; Khan, R .; Твитчен, Д. (2011). «Оптические свойства нейтрального центра расщепленной вакансии кремния в алмазе». Physical Review B . 84 (24): 245208. Bibcode : 2011PhRvB..84x5208D . DOI : 10.1103 / PhysRevB.84.245208 .
  62. ^ Ивасаки, Т .; Ishibashi, F .; Миямото, Ю .; Doi, Y .; Кобаяши, С .; Миядзаки, Т .; Tahara, K .; Jahnke, KD; Роджерс, LJ; Найденов Б .; Железко, Ф .; Yamasaki, S .; Nagamachi, S .; Inubushi, T .; Mizuochi, N .; Хатано, М. (2015). «Германий-вакантные одноцветные центры в алмазе» . Научные отчеты . 5 : 12882. arXiv : 1503.04938 . Bibcode : 2015NatSR ... 512882I . DOI : 10.1038 / srep12882 . PMC 4528202 . PMID 26250337 .  
  63. ^ a b Трусхейм, Мэтью Э .; Ван, Ноэль Х .; Чен, Кевин С.; и другие. (21 февраля 2019 г.). «Свинцовые квантовые излучатели в алмазе». Physical Review B . 99 (7). DOI : 10,1103 / PHYSREVB.99.075430 . ISSN 1098-0121 . Викиданные Q105746117 .  
  64. ↑ Ивасаки, Такаюки; Миямото, Ёсиюки; Танигучи, Такаши; Сиюшев Петр; Metsch, Mathias H .; Железко, Федор; Хатано, Муцуко (2017). «Олово-вакансионные квантовые излучатели в алмазе». Письма с физическим обзором . 119 (25): 253601. arXiv : 1708.03576 . Bibcode : 2017PhRvL.119y3601I . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.119.253601 . PMID 29303349 . 
  65. ^ Трусхейм, Мэтью Э .; Пинго, Бенджамин; Ван, Ноэль Х .; Гюндоган, Мустафа; Де Сантис, Лоренцо; Дебру, Ромен; Ганглофф, Дориан; Персер, Карола; Чен, Кевин С.; Уолш, Майкл; Роуз, Джошуа Дж .; Беккер, Джонас Н .; Линхард, Бенджамин; Берсин, Эрик; Парадейсанос, Иоаннис; Ванга, банда; Лизва, Доминика; Montblanch, Alejandro RP .; Маллади, Гириш; Бахру, Хассарам; Феррари, Андреа С .; Уолмсли, Ян А .; Ататюр, Мете; Энглунд, Дирк (2020). "Преобразование ограниченных фотонов из спина когерентной вакансии олова в алмазе". Письма с физическим обзором . 124 (2): 023602. arXiv : 1811.07777 . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.124.023602 . PMID 32004012 . 
  66. ^ Сакагути, I .; н.-Гамо, М .; Kikuchi, Y .; Yasu, E .; Haneda, H .; Сузуки, Т .; Андо, Т. (1999). «Сера: донорная легирующая добавка для алмазных полупроводников n-типа». Physical Review B . 60 (4): R2139. Bibcode : 1999PhRvB..60.2139S . DOI : 10.1103 / PhysRevB.60.R2139 .
  67. ^ Kalish, R .; Резник, А .; Узан-Сагуй, Ц .; Цитерманн, К. (2000). «Является ли сера донором алмаза?». Письма по прикладной физике . 76 (6): 757. Bibcode : 2000ApPhL..76..757K . DOI : 10.1063 / 1.125885 .
  68. ^ Бейкер, J .; Ван Вик, Дж .; Goss, J .; Бриддон, П. (2008). «Электронный парамагнитный резонанс серы на расщепленной вакансии в алмазе». Physical Review B . 78 (23): 235203. Bibcode : 2008PhRvB..78w5203B . DOI : 10.1103 / PhysRevB.78.235203 .
  69. ^ Ньютон, Мэн; Кэмпбелл, BA; Твитчен, диджей; Бейкер, JM; Энтони, Т.Р. (2002). «Рекомбинационно-усиленная диффузия собственных межузельных атомов и межузельная рекомбинация вакансий в алмазе». Алмазы и сопутствующие материалы . 11 (3–6): 618. Bibcode : 2002DRM .... 11..618N . DOI : 10.1016 / S0925-9635 (01) 00623-9 .
  70. ^ Хант, D .; Twitchen, D .; Ньютон, М .; Baker, J .; Энтони, Т .; Banholzer, W .; Вагарали, С. (2000). «Идентификация межузельного междоузлия нейтрального углерода 〈100〉 в алмазе». Physical Review B . 61 (6): 3863. Bibcode : 2000PhRvB..61.3863H . DOI : 10.1103 / PhysRevB.61.3863 .
  71. ^ Смит, H .; Дэвис, G .; Ньютон, М .; Канда, Х. (2004). «Структура собственного внедрения в алмазе». Physical Review B . 69 (4): 045203. Bibcode : 2004PhRvB..69d5203S . DOI : 10.1103 / PhysRevB.69.045203 .
  72. ^ Twitchen, D .; Ньютон, М .; Baker, J .; Tucker, O .; Энтони, Т .; Банхольцер, В. (1996). «Измерения электронного парамагнитного резонанса на ди- 〈001〉 -разломном межузельном центре (R1) в алмазе». Physical Review B . 54 (10): 6988–6998. Bibcode : 1996PhRvB..54.6988T . DOI : 10.1103 / PhysRevB.54.6988 . PMID 9984317 . 
  73. ^ Хант, D .; Twitchen, D .; Ньютон, М .; Baker, J .; Kirui, J .; Ван Вик, Дж .; Энтони, Т .; Банхольцер, В. (2000). «Данные ЭПР о межузельном комплексе O3 в алмазе». Physical Review B . 62 (10): 6587. Bibcode : 2000PhRvB..62.6587H . DOI : 10.1103 / PhysRevB.62.6587 .
  74. ^ а б Якубовский, К .; Dannefaer, S .; Стесманс, А. (2005). «Доказательства наличия пар вакансия-междоузлие в алмазе типа Ib» . Physical Review B . 71 (23): 233201. Bibcode : 2005PhRvB..71w3201I . DOI : 10.1103 / PhysRevB.71.233201 .
  75. ^ a b Kiflawi, I .; Коллинз, штат АТ; Якубовский, К .; Фишер, Д. (2007). «Электронное облучение и образование пар вакансия – междоузлие в алмазе» . Журнал физики: конденсированное вещество . 19 (4): 046216. Bibcode : 2007JPCM ... 19d6216K . DOI : 10.1088 / 0953-8984 / 19/4/046216 .
  76. ^ Якубовский, К .; Kiflawi, I .; Johnston, K .; Коллинз, А .; Дэвис, G .; Стесманс, А. (2003). «Отжиг вакансий и внедрений в алмазе» . Physica B: конденсированное вещество . 340–342: 67–75. Bibcode : 2003PhyB..340 ... 67I . DOI : 10.1016 / j.physb.2003.09.005 .
  77. ^ Якубовский, К .; Бейкер, JM; Ньютон, Мэн (2004). «Исследование электронного спинового резонанса возмущенных межузельных атомов в алмазе» . Physica Status Solidi . 201 (11): 2516. Bibcode : 2004PSSAR.201.2516I . DOI : 10.1002 / pssa.200405163 .
  78. ^ a b Dannefaer, S .; Якубовский К. (2008). «Дефекты в электронно-облученных алмазах, легированных бором, исследованные методами аннигиляции позитронов и оптического поглощения» . Журнал физики: конденсированное вещество . 20 (23): 235225. Bibcode : 2008JPCM ... 20w5225D . DOI : 10.1088 / 0953-8984 / 20/23/235225 . PMID 21694316 . 
  79. ^ Twitchen, D .; Ньютон, М .; Baker, J .; Энтони, Т .; Банхольцер, В. (1999). «Измерения электронного парамагнитного резонанса на дефектном центре дивакансии R4 / W6 в алмазе». Physical Review B . 59 (20): 12900. Bibcode : 1999PhRvB..5912900T . DOI : 10.1103 / PhysRevB.59.12900 .
  80. ^ а б Якубовский, К .; Стесманс, А. (2002). «Доминирующие парамагнитные центры в алмазе, имплантированном 17 O» . Physical Review B . 66 (4): 045406. Bibcode : 2002PhRvB..66d5406I . DOI : 10.1103 / PhysRevB.66.045406 .
  81. ^ Hounsome, L .; Jones, R .; Martineau, P .; Фишер, Д .; Шоу, М .; Briddon, P .; Оберг, С. (2006). «Происхождение коричневой окраски в алмазе». Physical Review B . 73 (12): 125203. Bibcode : 2006PhRvB..73l5203H . DOI : 10.1103 / PhysRevB.73.125203 .
  82. ^ Kolodzie, AT, Bleloch, AL Исследование энергетических состояний запрещенной зоны на дислокациях в природном алмазе . Кавендишская лаборатория Кембриджского университета; Кембридж, Англия.
  83. ^ Хэнли, Польша; Kiflawi, I .; Ланг, AR (1977). «О топографически идентифицируемых источниках катодолюминесценции в природных алмазах». Философские труды Королевского общества A: математические, физические и инженерные науки . 284 (1324): 329. Bibcode : 1977RSPTA.284..329H . DOI : 10,1098 / rsta.1977.0012 . S2CID 120959202 . 
  84. ^ a b c Kiflawi, I .; Bruley, J .; Luyten, W .; Ван Тенделоо, Г. (1998). « „ Природные“и„искусственные“тромбоциты в алмазах типа Ia» (PDF) . Философский журнал B . 78 (3): 299. Bibcode : 1998PMagB..78..299K . DOI : 10.1080 / 014186398258104 .
  85. ^ Kiflawi, I .; Ланг, AR (1977). «Поляризованная инфракрасная катодолюминесценция на дефектах пластинок в природных алмазах». Природа . 267 (5606): 36. Bibcode : 1977Natur.267 ... 36K . DOI : 10.1038 / 267036a0 . S2CID 4277090 . 
  86. ^ Goss, J .; Coomer, B .; Jones, R .; Fall, C .; Briddon, P .; Оберг, С. (2003). «Расширенные дефекты алмаза: интерстициальная пластинка». Physical Review B . 67 (16): 165208. Bibcode : 2003PhRvB..67p5208G . DOI : 10.1103 / PhysRevB.67.165208 .
  87. ^ Speich, L .; Кон, Южная Каролина; Wirth, R .; Буланова, Г.П .; Смит, CB (2017). «Снова о взаимосвязи 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 .
  88. ^ Якубовский, К .; Adriaenssens, GJ (2000). «Характеристика инфракрасной люминесценции тромбоцитов в алмазе» . Письма философского журнала . 80 (6): 441. Bibcode : 2000PMagL..80..441A . DOI : 10.1080 / 095008300403594 .
  89. ^ Чен, JH; Bernaerts, D .; Seo, JW; Van Tendeloo, G .; Каги, Х. (1998). «Войдиты в поликристаллическом природном алмазе» . Письма философского журнала . 77 (3): 135. Bibcode : 1998PMagL..77..135H . DOI : 10.1080 / 095008398178561 .
  90. ^ Kiflawi, I .; Брюлей, Дж. (2000). «Последовательность агрегации азота и образование воидитов в алмазе». Алмазы и сопутствующие материалы . 9 (1): 87. Bibcode : 2000DRM ..... 9 ... 87K . DOI : 10.1016 / S0925-9635 (99) 00265-4 .
  91. ^ Kiflawi, I .; Mainwood, A .; Kanda, H .; Фишер, Д. (1996). «Азотные вставки в алмазе». Physical Review B . 54 (23): 16719–16726. Bibcode : 1996PhRvB..5416719K . DOI : 10.1103 / PhysRevB.54.16719 . PMID 9985801 . 
  92. ^ Якубовский, Константин; Адрианссенс, Гай Дж (2001). «Захват вакансий дефектами алмаза» . Журнал физики: конденсированное вещество . 13 (26): 6015. Bibcode : 2001JPCM ... 13.6015I . DOI : 10.1088 / 0953-8984 / 13/26/316 .
  93. ^ Якубовский, К .; Adriaenssens, GJ; Несладек, М. (2000). «Фотохромизм вакансионных центров в алмазе» . Журнал физики: конденсированное вещество . 12 (2): 189. Bibcode : 2000JPCM ... 12..189I . DOI : 10.1088 / 0953-8984 / 12/2/308 .
  94. Перейти ↑ Mita, Y. (1996). «Изменение спектров поглощения в алмазе типа Ib при облучении сильными нейтронами». Physical Review B . 53 (17): 11360–11364. Bibcode : 1996PhRvB..5311360M . DOI : 10.1103 / PhysRevB.53.11360 . PMID 9982752 . 
  95. ^ Дэвис, G .; Назаре, MH; Хамер, MF (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 . 
  96. ^ Лоусон, Южная Каролина; Дэвис, G .; Коллинз, штат АТ; Майнвуд, А. (1992). «Оптический переход« H2 »в алмазе: эффекты возмущений одноосного напряжения, температуры и изотопного замещения». Журнал физики: конденсированное вещество . 4 (13): 3439. Bibcode : 1992JPCM .... 4.3439L . DOI : 10.1088 / 0953-8984 / 4/13/008 .
  97. ^ Mita, Y .; Nisida, Y .; Suito, K .; Онодера, А .; Язу, С. (1990). «Фотохромизм центров H2 и H3 в синтетических алмазах типа Ib». Журнал физики: конденсированное вещество . 2 (43): 8567. Bibcode : 1990JPCM .... 2,8567M . DOI : 10.1088 / 0953-8984 / 2/43/002 .
  98. ^ Sa, ESD; Дэвис, Г. (1977). "Исследование 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 . 
  99. ^ Коллинз, AT; Аллерс, Л .; Сусло, CJH; Скарсбрук, Джорджия (1994). «Отжиг радиационных повреждений бесцветного CVD-алмаза De Beers». Алмазы и сопутствующие материалы . 3 (4–6): 932. Bibcode : 1994DRM ..... 3..932C . DOI : 10.1016 / 0925-9635 (94) 90302-6 .
  100. ^ Goss, J .; Jones, R .; Breuer, S .; Briddon, P .; Оберг, С. (1996). "Двенадцатилинейный центр люминесценции 1,682 эВ в алмазе и комплексе вакансия-кремний". Письма с физическим обзором . 77 (14): 3041–3044. Bibcode : 1996PhRvL..77.3041G . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.77.3041 . PMID 10062116 .