Кристаллографические дефекты в алмазе - Crystallographic defects in diamond

Синтетические алмазы разного цвета, выращенного методом высокого давления и высокой температуры, размер алмаза составляет ~ 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

Несовершенства в кристаллическая решетка из алмаз общие. Такой кристаллографические дефекты в алмазе может быть результатом неоднородностей решетки или внешних примесей замещения или внедрения, внесенных во время или после роста алмаза. Дефекты влияют на материальные свойства алмаза и определить, к какому типу отнесен алмаз; самые драматические эффекты оказываются на цвет алмаза и электрическая проводимость, как объясняется электронная зонная структура.

Дефекты могут быть обнаружены разными типами спектроскопия, включая электронный парамагнитный резонанс (EPR), свечение индуцированный светом (фотолюминесценция, PL) или электронным пучком (катодолюминесценция, CL) и поглощение света в инфракрасный (ИК), видимая и УФ части спектра. В спектр поглощения используется не только для выявления дефектов, но и для оценки их концентрации; он также может отличить натуральный от синтетический или же усиленные бриллианты.[1]

Маркировка алмазных центров

В алмазной спектроскопии существует традиция обозначать спектр, вызванный дефектом, 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 природного, 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

Симметрия дефектов в кристаллах описывается точечные группы. Они отличаются от космические группы описывают симметрию кристаллов отсутствием трансляций, и поэтому их намного меньше. В алмазе до сих пор наблюдались дефекты только следующей симметрии: четырехгранный (Тd), четырехугольный (D2d), тригональный (D3D, С3в), ромбический (C2v), моноклинический (C2ч, С1 час, С2) и триклинический (C1 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 замещающая пара N-N) 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 методом высокотемпературного синтеза под высоким давлением[5] или же химическое осаждение из паровой фазы,[6][7] дефекты с симметрией ниже тетраэдрической выравниваются по направлению роста. Такое выравнивание также наблюдалось в арсенид галлия[8] и, следовательно, не уникальна для алмаза.

Внешние дефекты

Различные элементные анализы алмаза выявляют широкий спектр примесей.[9] Однако в основном они возникают из-за включений посторонних материалов в алмазе, которые могут быть нанометровыми и невидимыми в алмазе. оптический микроскоп. Кроме того, практически любой элемент можно забить в алмаз с помощью ионная имплантация. 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 эти элементы азот, бор, водород, кремний, фосфор, никель, кобальт и, возможно сера. Марганец[10] и вольфрам[11] однозначно обнаружены в алмазе, но могут происходить от инородных включений. Обнаружение изолированных утюг в алмазе[12] позже был переинтерпретирован с точки зрения микрочастиц Рубин образуется при синтезе алмаза.[13] Считается, что кислород является основной примесью алмаза,[14] но в алмазе он еще не идентифицирован спектроскопически.[нужна цитата ] Два электронный парамагнитный резонанс центры (OK1 и N3) первоначально были отнесены к азотно-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

Самая распространенная примесь в алмазе - это азот, который может составлять до 1% алмаза по массе.[14] Раньше считалось, что все дефекты решетки алмаза 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. азотсодержащие молекулы диссоциируют перед включением), однако молекулярный азот также включается в алмаз.[17]

Поглощение света и другие свойства материала алмаза во многом зависят от содержания азота и агрегатного состояния. Хотя все агрегатные конфигурации вызывают поглощение в инфракрасный алмазы, содержащие агрегированный азот, обычно бесцветны, то есть имеют небольшое поглощение в видимой области спектра.[2] Четыре основных формы азота следующие:

Схема центра C

C-азотный центр

Центр C соответствует электрически нейтральному азоту замещения. атомы в алмазной решетке. Это легко увидеть в электронный парамагнитный резонанс спектры[18] (в котором они ошибочно названы центрами P1). Центры C придают цвет от темно-желтого до коричневого; эти бриллианты классифицируются как тип Ib и широко известны как "канареечные бриллианты", которые редко встречаются в самоцвет форма. 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 электроны (на один больше, чем углерод атомы, которые они заменяют), они действуют как "глубокие доноры "; то есть каждый замещающий азот имеет дополнительный электрон для передачи и образует донора уровень энергии в пределах запрещенная зона. Свет с энергией выше ~ 2,2 эВ может возбуждать донорные электроны в зона проводимости, в результате чего получается желтый цвет.[20]

Центр C дает характерный инфракрасный спектр поглощения с резким пиком на 1344 см.−1 и более широкий элемент на 1130 см−1. Поглощение на этих пиках обычно используется для измерения концентрации одиночного азота.[21] Другой предложенный способ, использующий УФ-поглощение на ~ 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 ИК-спектр поглощения с резким пиком при 1332 см.−1 и более широкие и более слабые пики на 1115, 1046 и 950 см−1.[22]

Схема центра А

А-азотный центр

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, классифицируется как тип IaA.[23]

Центр А диамагнитный, но если он ионизирован УФ-светом или глубокими акцепторами, он производит электронный парамагнитный резонанс спектр 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. Самый сильный пик на высоте 1282 см.−1 обычно используется для оценки концентрации азота в форме A.[25]

Схема центра B

B-азотный центр

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 классифицируются как тип 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 нельзя отнести к центрам B. Раннее отнесение абсорбционной системы N9 к B-центру было позже опровергнуто.[27] Центр B имеет характерный спектр инфракрасного поглощения (см. Изображение инфракрасного поглощения выше) с резким пиком на 1332 см.−1 и более широкий элемент на 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

Центр N3 состоит из трех атомов азота, окружающих вакансию. Его концентрация всегда составляет лишь долю центров A и B.[29] Центр N3 парамагнитный, поэтому его структура хорошо подтверждается 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 (без люминесценции).[30] В результате алмазы, богатые центрами N3 / N2, имеют желтый цвет.

Бор

Алмазы, содержащие бор в качестве примеси замещения, называются тип 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; поэтому каждый атом бора, замещающий атом углерода, создает электронная дыра в запрещенной зоне, которая может принять электрон из валентная полоса. Это позволяет поглощать красный свет, а из-за небольшой энергии (0,37 эВ)[32] необходимо, чтобы электрон покинул валентную зону, дырки могут термически высвобождаться из атомов бора в валентная полоса даже при комнатной температуре. Эти отверстия могут перемещаться в электрическое поле и сделай алмаз электропроводящий (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 часть красного и инфракрасного света (отсюда и синий цвет); они могут фосфоресценция синий после воздействия коротковолнового ультрафиолета.[32] Помимо оптического поглощения, акцепторы бора были обнаружены методом электронного парамагнитного резонанса.[33]

Фосфор

Фосфор может быть намеренно введен в алмаз, выращенный методом химического осаждения из паровой фазы (CVD) в концентрациях до ~ 0,01%.[34] Фосфор замещает 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 азота (1,7 эВ)[36] и достаточно мала для комнатной температуры термическая ионизация. Это важное свойство фосфора в алмазе благоприятно сказывается на электронных устройствах, таких как УФ-светодиоды (Светодиоды, при 235 нм).[37]

Водород

Водород - одна из важнейших технологических примесей в полупроводниках, включая алмаз. Связанные с водородом дефекты сильно различаются в природном алмазе и синтетических алмазных пленках. Эти фильмы сняты различными химическое осаждение 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 состояниях отрицательного заряда электронный парамагнитный резонанс. Кроме того, зарегистрированы многочисленные пики ИК-поглощения, связанные с водородом.[40]

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

В природных алмазах обычно наблюдается несколько пиков ИК-поглощения, связанных с водородом; самые сильные - на 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 в некоторых бриллиантах из Шахта Аргайл в Австралии часто связывают с водородными дефектами, но, опять же, это предположение еще не доказано.[44]

Никель, кобальт и хром

Микрофотография (вверху) и фотолюминесценции при УФ-возбуждении (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 кристалле. электронный парамагнитный резонанс, спектры 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 дефекты, связанные с никелем, были обнаружены электронный парамагнитный резонанс,[5][47] оптическое поглощение и фотолюминесценция,[5][47][48] как в синтетических, так и в природных алмазах.[44] Можно выделить три основные структуры: Ni замещения,[49] никель-вакансия[50] и комплекс никель-вакансия, украшенный одним или несколькими замещающими атомами азота.[47] Структура «никель-вакансия», также называемая «полудивакансией», характерна для большинства крупных примесей в алмазе и кремнии (например, олово 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 похожи, концентрации изолированного кобальта в алмазе намного меньше, чем у никеля (диапазон частей на миллиард). Несколько дефектов, связанных с изолированным кобальтом, были обнаружены электронный парамагнитный резонанс[52] и фотолюминесценция,[5][53] но их структура пока неизвестна.[54]

Оптический центр, связанный с хромом, был обнаружен в алмазе после ионной имплантации и последующего отжига.[55][56]

Кремний, германий, олово и свинец

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. Подробности соединения с алмазной решеткой неизвестны.

Кремний является обычной примесью в алмазных пленках, выращенных методом химического осаждения из газовой фазы, и происходит он либо от кремниевой подложки, либо от кремниевых окон или стенок реактора CVD. Это также наблюдалось в природных алмазах в дисперсной форме.[57] Изолированные дефекты кремния обнаружены в решетке алмаза по резкому пику оптического поглощения при 738 нм.[58] и электронный парамагнитный резонанс.[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 долю от общего кремния. Считается (хотя никаких доказательств нет), что большая часть кремния замещает 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 вакансия германия,[62] центры олово-вакансия и свинец-вакансия,[63] соответственно, которые имеют свойства, аналогичные свойствам Si-вакансия центр.[64]

Подобно центрам N-V, комплексы Si-V, Ge-V, Sn-V и Pb-V имеют потенциальное применение в квантовых вычислениях.[65][63]

Сера

Примерно в 2000 году была волна попыток легирования синтетических CVD-алмазных пленок серой с целью получения проводимости n-типа с низкой энергией активации. Опубликованы успешные отчеты,[66] но затем уволен[67] поскольку проводимость была преобразована в p-тип вместо n-типа и связана не с серой, а с остаточным бором, который является высокоэффективной легирующей примесью p-типа в алмазе.

Пока (2009 г.) есть только одно надежное свидетельство (через структуру сверхтонкого взаимодействия в электронный парамагнитный резонанс ) для 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

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. Облучение может происходить в в лаборатории или на природе (см. Улучшение алмазов - Облучение ); он производит первичные дефекты, названные Дефекты Френкеля (атомы углерода выбиты 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] однако 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.

Изолированный межузельный углерод

Модель межузельного перехода углерода в алмазе

Изолированные межстраничный никогда не наблюдался в алмазе и считается нестабильным. Его взаимодействие с обычным атомом решетки углерода вызывает «расщепление-междоузлие», дефект, при котором два атома углерода имеют общий узел решетки и ковалентно связаны с соседними атомами углерода. Этот дефект подробно охарактеризован электронный парамагнитный резонанс (Центр R2)[70] и оптическое поглощение,[71] и, в отличие от большинства других дефектов алмаза, он не вызывает фотолюминесценция.

Межстраничные комплексы

Одна из конфигураций межузельных атомов углерода в алмазе

Изолированное межузельное расщепление движется через кристалл алмаза во время облучения. Когда он встречается с другими межстраничными объявлениями, он объединяется в более крупные комплексы из двух и трех разделенных межстраничных объектов, идентифицируемых как электронный парамагнитный резонанс (Центры R1 и O3),[72][73] оптическое поглощение и фотолюминесценция.[74]

Вакансионно-интерстициальные комплексы

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, межузельные частицы остаются рядом с исходными вакансиями и образуют пары вакансия-межузельные элементы, идентифицируемые посредством оптического поглощения.[74][75][76]

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

Изолированная вакансия

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.

Изолированные вакансия является наиболее изученным дефектом в алмазе как экспериментально, так и теоретически. Его важнейшее практическое свойство - оптическое поглощение, как и в центры окраски, который придает алмазу зеленый, а иногда даже зелено-голубой цвет (в чистом алмазе). Характерной особенностью 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 / - на 2,5 эВ выше валентная полоса.[78]

Мультивакансионные комплексы

При отжиге чистого алмаза при ~ 700 ° C вакансии мигрируют и образуют дивакансии, характеризующиеся оптическим поглощением и электронный парамагнитный резонанс.[79]Дивакансии, как и одиночные интерстициальные, не вызывают фотолюминесценции. Дивакансии, в свою очередь, отжигаются при ~ 900 ° C, создавая цепочки мультивакансий, обнаруживаемые методом ЭПР.[80] и предположительно гексавакансионные кольца. Последние должны быть невидимы для большинства спектроскопов, и действительно, они пока 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

Вывихи являются наиболее частым структурным дефектом природного алмаза. Двумя основными типами дислокаций являются набор скольжения, в котором облигации разрыв между слоями атомов с разными индексами (не лежащими непосредственно друг над другом) и перемешать набор, в котором разрывы происходят между атомами одного индекса. Дислокации образуют оборванные связи, которые вводят уровни энергии в запрещенную зону, позволяя поглощать свет.[82] Широкополосный синий фотолюминесценция был надежно идентифицирован с дислокациями при прямом наблюдении в электронный микроскоп Однако было отмечено, что не все дислокации люминесцентные, и корреляция между типом дислокации и параметрами излучения отсутствует.[83]

Тромбоциты

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 через их свечение.[85] Долгое время тромбоциты были предположительно связаны с крупными комплексами азота - стоками азота, образовавшимися в результате агрегации азота при высоких температурах синтеза алмаза. Однако прямое измерение азота в тромбоцитах УГРЕЙ (аналитический метод электронной микроскопии) показал очень мало азота.[84] В настоящее время принятая модель тромбоцитов представляет собой большой регулярный массив межузельных атомов углерода.[86]

Тромбоциты дают резкие пики поглощения на 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

Электронная микрофотография, показывающая несколько октаэдрических воидитов

Voidites - это восьмигранный кластеры нанометрового размера, присутствующие во многих природных алмазах, как показали исследования электронная микроскопия.[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. что воидиты являются результатом термической деградации пластинок. В отличие от тромбоцитов, воидиты содержат много азота в молекулярной форме.[90]

Взаимодействие внутренних и внешних дефектов

Внешние и собственные дефекты могут взаимодействовать с образованием новых комплексов дефектов. Такое взаимодействие обычно имеет место, если алмаз, содержащий примеси (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 со связями, демонстрирующие сильное ИК-поглощение на 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] С-центр (одиночный азот), захватывая вакансию, образует знаменитый азотно-вакансионный центр, которые могут быть нейтральными или отрицательно заряженными;[93][94] отрицательно заряженное состояние имеет потенциальные приложения в квантовые вычисления. Центры A и B при захвате вакансии создают соответствующие 2N-V (H3[95] и H2[96] центры, где H2 - просто отрицательно заряженный центр H3[97]) и нейтраль 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] Доказательств существования комплексов бора и вакансии пока нет (2009 г.).[26]

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

Аналогичный механизм ожидается для никеля, для которого надежно идентифицированы как конфигурации замещения, так и полудивакансии (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 каждого этапа отжига, но не было получено никаких доказательств создания или увеличения центров вакансий Ni.[50]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Коллинз, А. Т. (2003). «Обнаружение синтетических драгоценных алмазов с усиленной окраской с помощью оптической спектроскопии». Алмаз и сопутствующие материалы. 12 (10–11): 1976–1983. Bibcode:2003DRM .... 12.1976C. Дои:10.1016 / S0925-9635 (03) 00262-0.
  2. ^ а б c d е ж грамм час Уокер, Дж. (1979). «Оптическое поглощение и люминесценция в алмазе» (PDF). Отчеты о достижениях физики. 42 (10): 1605–1659. Bibcode:1979RPPh ... 42,1605Вт. CiteSeerX  10.1.1.467.443. Дои:10.1088/0034-4885/42/10/001.
  3. ^ а б Вик, Дж. А. В. (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. Дои:10.1088/0022-3719/15/27/007.
  4. ^ Зайцев, А. М. (2001). Оптические свойства алмаза: справочник. Springer. ISBN  978-3-540-66582-3.
  5. ^ а б c d Якубовский, К .; Коллинз, А. Т. (2004). «Выравнивание центров, связанных с Ni и Co при выращивании алмаза при высоких давлениях и температурах». Журнал физики: конденсированное вещество. 16 (39): 6897. Bibcode:2004JPCM ... 16.6897I. Дои: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». Физический обзор B. 86 (3): 035201. arXiv:1112.5757. Bibcode:2012PhRvB..86c5201E. Дои: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, С. Д. (2010). «ЭПР дефекта в CVD-алмазе с участием кремния и водорода, который показывает преимущественное выравнивание». Физический обзор B. 82 (15): 155205. Bibcode:2010PhRvB..82o5205D. Дои:10.1103 / PhysRevB.82.155205.
  8. ^ Hogg, R.A .; 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:1996АпФЛ..68.3317Н. Дои:10.1063/1.116043.
  9. ^ Ассали, Л. В. Ц .; Machado, W. V. M .; Хусто, Дж. Ф. (2011). «Примеси 3d переходных металлов в алмазе: электронные свойства и химические тенденции». Phys. Ред. B. 84 (15): 155205. arXiv:1307.3278. Bibcode:2011PhRvB..84o5205A. Дои: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 A. 186 (2): 199. Bibcode:2001PSSAR.186..199I. Дои:10.1002 / 1521-396X (200108) 186: 2 <199 :: AID-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». Физический обзор B. 54 (19): 13428–13431. Bibcode:1996ПхРвБ..5413428Л. Дои:10.1103 / PhysRevB.54.13428. PMID  9985239.
  12. ^ Якубовский, К .; Адрианссенс, Г. Дж. (2002). «Свидетельства наличия дефектного центра Fe в алмазе». Журнал физики: конденсированное вещество. 14 (4): L95. Bibcode:2002JPCM ... 14L..95I. Дои:10.1088/0953-8984/14/4/104.
  13. ^ Якубовский, К .; Адрианссенс, Г. Дж. (2002). Комментарий к статье «Свидетельства наличия центра дефектов Fe в алмазе»'". Журнал физики: конденсированное вещество. 14 (21): 5459. Bibcode:2002JPCM ... 14R.401I. Дои:10.1088/0953-8984/14/21/401.
  14. ^ а б Kaiser, W .; Бонд, W. (1959). «Азот, основная примесь в общем алмазе типа I». Физический обзор. 115 (4): 857. Bibcode:1959ПхРв..115..857К. Дои: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, М. Э .; Бейкер, Дж. М. (1989). "14N ENDOR центра OK1 в натуральном алмазе типа Ib ». Журнал физики: конденсированное вещество. 1 (51): 10549. Bibcode:1989JPCM .... 110549N. Дои:10.1088/0953-8984/1/51/024.
  17. ^ Якубовский, К .; Adriaenssens, G.J .; Вохра, Ю. К. (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. Дои:10.1088/0953-8984/12/30/106.
  18. ^ Smith, W .; Сорокин, П .; Gelles, I .; Лашер, Г. (1959). «Электронно-спиновой резонанс доноров азота в алмазе». Физический обзор. 115 (6): 1546. Bibcode:1959ПхРв..115.1546С. Дои:10.1103 / PhysRev.115.1546.
  19. ^ Нассау, Курт (1980) «Самоцветы, сделанные человеком» Геммологический институт Америки, Санта-Моника, Калифорния, ISBN  0-87311-016-1, п. 191
  20. ^ а б Якубовский, К .; Адрианссенс, Г. Дж. (2000). «Оптические переходы на замещающем азотном центре в алмазе». Журнал физики: конденсированное вещество. 12 (6): L77. Bibcode:2000JPCM ... 12L..77I. Дои: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. ^ Lawson, S.C .; Фишер, Д .; Хант, Д. С .; Ньютон, М. Э. (1998). «О существовании положительно заряженного однозамещательного азота в алмазе». Журнал физики: конденсированное вещество. 10 (27): 6171. Bibcode:1998JPCM ... 10.6171L. Дои: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. Дои: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». Физический обзор B. 50 (21): 15586–15596. Bibcode:1994ПхРвБ..5015586Т. Дои:10.1103 / PhysRevB.50.15586. PMID  9975922.
  25. ^ Boyd, S. R .; Kiflawi, I .; Вудс, Г. С. (1994). «Взаимосвязь между поглощением инфракрасного излучения и концентрацией дефектов в алмазе». Философский журнал B. 69 (6): 1149. Bibcode:1994ПМагБ..69.1149Б. Дои:10.1080/01418639408240185.
  26. ^ а б c Коллинз, А. Т. (1999). «То, что мы до сих пор не знаем об оптических центрах в алмазе». Алмаз и сопутствующие материалы. 8 (8–9): 1455–1462. Bibcode:1999DRM ..... 8.1455C. Дои:10.1016 / S0925-9635 (99) 00013-8.
  27. ^ Ширяев, А. А .; Hutchison, M. T .; Дембо, К. А .; Дембо, А. Т .; Якубовский, К .; Клюев Ю.А. Налетов, А. М. (2001). «Высокотемпературный отжиг алмаза под высоким давлением». Physica B: конденсированное вещество. 308-310: 598–603. Bibcode:2001PhyB..308..598S. Дои:10.1016 / S0921-4526 (01) 00750-5.
  28. ^ Boyd, S. R .; Kiflawi, I .; Вудс, Г. С. (1995). «Инфракрасное поглощение агрегатом азота B в алмазе». Философский журнал B. 72 (3): 351. Bibcode:1995ПМагБ..72..351Б. Дои:10.1080/13642819508239089.
  29. ^ Андерсон, В .; Payne, J .; Митчелл, Р. (ред.) (1998) "Спектроскоп и геммология", с. 215, Robert Hale Limited, Clerkwood House, Лондон. ISBN  0-7198-0261-X
  30. ^ Thomaz, M. F .; 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. Дои: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, п. 52
  32. ^ а б Коллинз, А. Т. (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. Дои:10.1098 / Рста.1993.0017. S2CID  202574625.
  33. ^ Ammerlaan, C.A.J .; Кемп, Р. В. (1985). «Магнитно-резонансная спектроскопия в полупроводниковом алмазе». Журнал физики C: Физика твердого тела. 18 (13): 2623. Bibcode:1985JPhC ... 18.2623A. Дои: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 .; Laroche, J.M .; Rzepka, E .; Chevallier, J .; Сагуй, К. (2006). «CVD-алмаз N-типа, легированный фосфором с использованием технологии MOCVD для включения примеси». Physica Status Solidi A. 203 (12): 3136. Bibcode:2006PSSAR.203.3136K. Дои: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. Дои:10.1063/1.1417514.
  36. ^ Фаррер, Р. Г. (1969). «О замещающем доноре азота в алмазе». Твердотельные коммуникации. 7 (9): 685–688. Bibcode:1969SSCom...7..685F. Дои:10.1016/0038-1098(69)90593-6.
  37. ^ Koizumi, S.; Watanabe, K .; Hasegawa, M .; Kanda, H. (2001). "Ultraviolet Emission from a Diamond pn Junction". Наука. 292 (5523): 1899–1901. Bibcode:2001Sci...292.1899K. Дои:10.1126/science.1060258. PMID  11397942.
  38. ^ Glover, C.; Newton, M. E.; Martineau, P. M.; Quinn, S.; Twitchen, D. J. (2004). "Hydrogen incorporation in diamond: The vacancy-hydrogen complex". Письма с физическими проверками. 92 (13): 135502. Bibcode:2004PhRvL..92m5502G. Дои:10.1103/PhysRevLett.92.135502. PMID  15089622.
  39. ^ Glover, C.; Newton, M.; Martineau, P.; Twitchen, D.; Бейкер, Дж. (2003). "Hydrogen Incorporation in Diamond: The Nitrogen-Vacancy-Hydrogen Complex". Письма с физическими проверками. 90 (18): 185507. Bibcode:2003PhRvL..90r5507G. Дои:10.1103/PhysRevLett.90.185507. PMID  12786024.
  40. ^ Fuchs, F.; Wild, C.; Schwarz, K .; MüLler-Sebert, W.; Koidl, P. (1995). "Hydrogen induced vibrational and electronic transitions in chemical vapor deposited diamond, identified by isotopic substitution". Письма по прикладной физике. 66 (2): 177. Bibcode:1995ApPhL..66..177F. Дои:10.1063/1.113126.
  41. ^ Chevallier, J.; Theys, B.; Lusson, A.; Grattepain, C.; Deneuville, A.; Gheeraert, E. (1998). "Hydrogen-boron interactions in p-type diamond". Физический обзор B. 58 (12): 7966. Bibcode:1998PhRvB..58.7966C. Дои:10.1103/PhysRevB.58.7966.
  42. ^ Chevallier, J.; Jomard, F.; Teukam, Z.; Koizumi, S.; Kanda, H.; Sato, Y .; Deneuville, A.; Bernard, M. (2002). "Hydrogen in n-type diamond". Алмаз и сопутствующие материалы. 11 (8): 1566. Bibcode:2002DRM....11.1566C. Дои:10.1016/S0925-9635(02)00063-8.
  43. ^ Teukam, Z. P.; Chevallier, J.; Saguy, C. C.; Kalish, R.; Ballutaud, D.; Barbé, M.; Jomard, F. O.; Tromson-Carli, A.; Cytermann, C.; Butler, J. E.; Bernard, M.; Baron, C. L.; Deneuville, A. (2003). "Shallow donors with high n-type electrical conductivity in homoepitaxial deuterated boron-doped diamond layers". Материалы Природы. 2 (7): 482–486. Bibcode:2003NatMa...2..482T. Дои:10.1038/nmat929. PMID  12876564.
  44. ^ а б Iakoubovskii, K.; Adriaenssens, G. J. (2002). "Optical characterization of natural Argyle diamonds". Алмаз и сопутствующие материалы. 11 (1): 125. Bibcode:2002DRM....11..125I. Дои:10.1016/S0925-9635(01)00533-7.
  45. ^ Iakoubovskii, K.; Davies, G. (2004). "Vibronic effects in the 1.4-eV optical center in diamond". Физический обзор B. 70 (24): 245206. Bibcode:2004PhRvB..70x5206I. Дои:10.1103/PhysRevB.70.245206.
  46. ^ а б Collins, A. T.; Kanda, H.; Isoya, J.; Ammerlaan, C. A. J.; Van Wyk, J. A. (1998). "Correlation between optical absorption and EPR in high-pressure diamond grown from a nickel solvent catalyst". Алмаз и сопутствующие материалы. 7 (2–5): 333. Bibcode:1998DRM.....7..333C. Дои:10.1016/S0925-9635(97)00270-7.
  47. ^ а б c Nadolinny, V. A.; Yelisseyev, A. P.; Baker, J. M.; Newton, M. E.; Twitchen, D. J.; Lawson, S. C.; Yuryeva, O. P.; Feigelson, B. N. (1999). "A study of 13C hyperfine structure in the EPR of nickel-nitrogen-containing centres in diamond and correlation with their optical properties". Журнал физики: конденсированное вещество. 11 (38): 7357. Bibcode:1999JPCM...11.7357N. Дои:10.1088/0953-8984/11/38/314.
  48. ^ Larico, R.; Justo, J. F .; Machado, W. V. M .; Ассали, Л. В. С. (2009). "Electronic properties and hyperfine fields of nickel-related complexes in diamond". Phys. Ред. B. 79 (11): 115202. arXiv:1208.3207. Bibcode:2009PhRvB..79k5202L. Дои:10.1103/PhysRevB.79.115202.
  49. ^ Isoya, J.; Kanda, H.; Norris, J.; Tang, J .; Bowman, M. (1990). "Fourier-transform and continuous-wave EPR studies of nickel in synthetic diamond: Site and spin multiplicity". Физический обзор B. 41 (7): 3905–3913. Bibcode:1990PhRvB..41.3905I. Дои:10.1103/PhysRevB.41.3905. PMID  9994206.
  50. ^ а б Iakoubovskii, K. (2004). "Ni-vacancy defect in diamond detected by electron spin resonance". Физический обзор B. 70 (20): 205211. Bibcode:2004PhRvB..70t5211I. Дои:10.1103/PhysRevB.70.205211.
  51. ^ Watkins, G. (1975). "Defects in irradiated silicon: EPR of the tin-vacancy pair". Физический обзор B. 12 (10): 4383–4390. Bibcode:1975PhRvB..12.4383W. Дои:10.1103/PhysRevB.12.4383.
  52. ^ Twitchen, D.; Baker, J .; Newton, M.; Johnston, K. (2000). "Identification of cobalt on a lattice site in diamond". Физический обзор B. 61 (1): 9. Bibcode:2000PhRvB..61....9T. Дои:10.1103/PhysRevB.61.9.
  53. ^ Lawson, S. C.; Kanda, H.; Watanabe, K .; Kiflawi, I.; Sato, Y .; Collins, A. T. (1996). "Spectroscopic study of cobalt-related optical centers in synthetic diamond". Журнал прикладной физики. 79 (8): 4348. Bibcode:1996JAP....79.4348L. Дои:10.1063/1.361744.
  54. ^ Larico, R.; Assali, L. V. C.; Machado, W. V. M .; Justo, J. F. (2008). "Cobalt-related impurity centers in diamond: electronic properties and hyperfine parameters". J. Phys .: Condens. Иметь значение. 20 (41): 415220. arXiv:1307.2866. Bibcode:2008JPCM...20O5220L. Дои:10.1088/0953-8984/20/41/415220.
  55. ^ Aharonovich, Igor; Castelletto, Stefania; Johnson, Brett C.; McCallum, Jeffrey C.; Simpson, David A.; Greentree, Andrew D.; Prawer, Steven (2010). "Chromium single-photon emitters in diamond fabricated by ion implantation". Физический обзор B. 81 (12): 121201. arXiv:1001.4373. Bibcode:2010PhRvB..81l1201A. Дои:10.1103/PhysRevB.81.121201.
  56. ^ Aharonovich, I.; Castelletto, S.; Simpson, D. A.; Greentree, A. D.; Prawer, S. (2010). "Photophysics of chromium-related diamond single-photon emitters". Физический обзор A. 81 (4): 043813. arXiv:0909.1873. Bibcode:2010PhRvA..81d3813A. Дои:10.1103/PhysRevA.81.043813.
  57. ^ Iakoubovskii, K.; Adriaenssens, G. J.; Dogadkin, N. N.; Shiryaev, A. A. (2001). "Optical characterization of some irradiation-induced centers in diamond". Алмаз и сопутствующие материалы. 10 (1): 18. Bibcode:2001DRM....10...18I. Дои:10.1016/S0925-9635(00)00361-7.
  58. ^ Clark, C.; Kanda, H.; Kiflawi, I.; Sittas, G. (1995). "Silicon defects in diamond". Физический обзор B. 51 (23): 16681–16688. Bibcode:1995PhRvB..5116681C. Дои:10.1103/PhysRevB.51.16681. PMID  9978673.
  59. ^ а б Edmonds, A.; Newton, M.; Martineau, P.; Twitchen, D.; Williams, S. (2008). "Electron paramagnetic resonance studies of silicon-related defects in diamond". Физический обзор B. 77 (24): 245205. Bibcode:2008PhRvB..77x5205E. Дои:10.1103/PhysRevB.77.245205.
  60. ^ Iakoubovskii, K.; Adriaenssens, G. (2000). "Luminescence excitation spectra in diamond". Физический обзор B. 61 (15): 10174. Bibcode:2000PhRvB..6110174I. Дои:10.1103/PhysRevB.61.10174.
  61. ^ d'Haenens-Johansson, U.; Edmonds, A.; Зеленый, В .; Newton, M.; Davies, G.; Martineau, P.; Khan, R.; Twitchen, D. (2011). "Optical properties of the neutral silicon split-vacancy center in diamond". Физический обзор B. 84 (24): 245208. Bibcode:2011PhRvB..84x5208D. Дои:10.1103/PhysRevB.84.245208.
  62. ^ Iwasaki, T.; Ishibashi, F.; Miyamoto, Y.; Doi, Y.; Кобаяши, С .; Miyazaki, T.; Tahara, K.; Jahnke, K. D.; Rogers, L. J.; Naydenov, B.; Jelezko, F.; Yamasaki, S.; Nagamachi, S.; Inubushi, T.; Mizuochi, N.; Hatano, M. (2015). "Germanium-Vacancy Single Color Centers in Diamond". Научные отчеты. 5: 12882. arXiv:1503.04938. Bibcode:2015NatSR...512882I. Дои:10.1038/srep12882. ЧВК  4528202. PMID  26250337.
  63. ^ а б Trusheim, Matthew E.; Wan, Noel H.; Chen, Kevin C.; Ciccarino, Christopher J.; Flick, Johannes; Sundararaman, Ravishankar; Malladi, Girish; Bersin, Eric; Уолш, Майкл; Lienhard, Benjamin; Bakhru, Hassaram; Narang, Prineha; Englund, Dirk (2019). "Lead-related quantum emitters in diamond". Физический обзор B. 99 (7): 075430. arXiv:1805.12202. Bibcode:2019PhRvB..99g5430T. Дои:10.1103/PhysRevB.99.075430.
  64. ^ Ивасаки, Такаюки; Miyamoto, Yoshiyuki; Taniguchi, Takashi; Siyushev, Petr; Metsch, Mathias H.; Jelezko, Fedor; Hatano, Mutsuko (2017). "Tin-Vacancy Quantum Emitters in Diamond". Письма с физическими проверками. 119 (25): 253601. arXiv:1708.03576. Bibcode:2017PhRvL.119y3601I. Дои:10.1103/PhysRevLett.119.253601. PMID  29303349.
  65. ^ Trusheim, Matthew E.; Pingault, Benjamin; Wan, Noel H.; Gündoğan, Mustafa; De Santis, Lorenzo; Debroux, Romain; Gangloff, Dorian; Purser, Carola; Chen, Kevin C.; Уолш, Майкл; Rose, Joshua J.; Becker, Jonas N.; Lienhard, Benjamin; Bersin, Eric; Paradeisanos, Ioannis; Ванга, банда; Lyzwa, Dominika; Montblanch, Alejandro R-P.; Malladi, Girish; Bakhru, Hassaram; Феррари, Андреа С .; Уолмсли, Ян А .; Atatüre, Mete; Englund, Dirk (2020). "Transform-Limited Photons from a Coherent Tin-Vacancy Spin in Diamond". Письма с физическими проверками. 124 (2): 023602. arXiv:1811.07777. Дои:10.1103/PhysRevLett.124.023602. PMID  32004012.
  66. ^ Sakaguchi, I.; n.-Gamo, M.; Kikuchi, Y .; Yasu, E.; Haneda, H.; Сузуки, Т .; Ando, T. (1999). "Sulfur: A donor dopant for n-type diamond semiconductors". Физический обзор B. 60 (4): R2139. Bibcode:1999PhRvB..60.2139S. Дои:10.1103/PhysRevB.60.R2139.
  67. ^ Kalish, R.; Reznik, A.; Uzan-Saguy, C.; Cytermann, C. (2000). "Is sulfur a donor in diamond?". Письма по прикладной физике. 76 (6): 757. Bibcode:2000ApPhL..76..757K. Дои:10.1063/1.125885.
  68. ^ Baker, J .; Van Wyk, J.; Goss, J.; Briddon, P. (2008). "Electron paramagnetic resonance of sulfur at a split-vacancy site in diamond". Физический обзор B. 78 (23): 235203. Bibcode:2008PhRvB..78w5203B. Дои:10.1103/PhysRevB.78.235203.
  69. ^ Newton, M. E.; Campbell, B. A.; Twitchen, D. J.; Baker, J. M.; Anthony, T. R. (2002). "Recombination-enhanced diffusion of self-interstitial atoms and vacancy–interstitial recombination in diamond". Алмаз и сопутствующие материалы. 11 (3–6): 618. Bibcode:2002DRM....11..618N. Дои:10.1016/S0925-9635(01)00623-9.
  70. ^ Hunt, D.; Twitchen, D.; Newton, M.; Baker, J .; Энтони, Т .; Banholzer, W.; Vagarali, S. (2000). "Identification of the neutral carbon 〈100〉-split interstitial in diamond". Физический обзор B. 61 (6): 3863. Bibcode:2000PhRvB..61.3863H. Дои:10.1103/PhysRevB.61.3863.
  71. ^ Smith, H.; Davies, G.; Newton, M.; Kanda, H. (2004). "Structure of the self-interstitial in diamond". Физический обзор B. 69 (4): 045203. Bibcode:2004PhRvB..69d5203S. Дои:10.1103/PhysRevB.69.045203.
  72. ^ Twitchen, D.; Newton, M.; Baker, J .; Tucker, O.; Энтони, Т .; Banholzer, W. (1996). "Electron-paramagnetic-resonance measurements on the di-〈001〉-split interstitial center (R1) in diamond". Физический обзор B. 54 (10): 6988–6998. Bibcode:1996PhRvB..54.6988T. Дои:10.1103/PhysRevB.54.6988. PMID  9984317.
  73. ^ Hunt, D.; Twitchen, D.; Newton, M.; Baker, J .; Kirui, J.; Van Wyk, J.; Энтони, Т .; Banholzer, W. (2000). "EPR data on the self-interstitial complex O3 in diamond". Физический обзор B. 62 (10): 6587. Bibcode:2000PhRvB..62.6587H. Дои:10.1103/PhysRevB.62.6587.
  74. ^ а б Iakoubovskii, K.; Dannefaer, S.; Stesmans, A. (2005). "Evidence for vacancy-interstitial pairs in Ib-type diamond". Физический обзор B. 71 (23): 233201. Bibcode:2005PhRvB..71w3201I. Дои:10.1103/PhysRevB.71.233201.
  75. ^ а б Kiflawi, I.; Collins, A. T.; Iakoubovskii, K.; Fisher, D. (2007). "Electron irradiation and the formation of vacancy–interstitial pairs in diamond". Журнал физики: конденсированное вещество. 19 (4): 046216. Bibcode:2007JPCM...19d6216K. Дои:10.1088/0953-8984/19/4/046216.
  76. ^ Iakoubovskii, K.; Kiflawi, I.; Johnston, K .; Коллинз, А .; Davies, G.; Stesmans, A. (2003). "Annealing of vacancies and interstitials in diamond". Physica B: конденсированное вещество. 340–342: 67–75. Bibcode:2003PhyB..340...67I. Дои:10.1016/j.physb.2003.09.005.
  77. ^ Iakoubovskii, K.; Baker, J. M.; Newton, M. E. (2004). "Electron spin resonance study of perturbed di-interstitials in diamond". Physica Status Solidi A. 201 (11): 2516. Bibcode:2004PSSAR.201.2516I. Дои:10.1002/pssa.200405163.
  78. ^ а б Dannefaer, S.; Iakoubovskii, K. (2008). "Defects in electron irradiated boron-doped diamonds investigated by positron annihilation and optical absorption". Журнал физики: конденсированное вещество. 20 (23): 235225. Bibcode:2008JPCM...20w5225D. Дои:10.1088/0953-8984/20/23/235225. PMID  21694316.
  79. ^ Twitchen, D.; Newton, M.; Baker, J .; Энтони, Т .; Banholzer, W. (1999). "Electron-paramagnetic-resonance measurements on the divacancy defect center R4/W6 in diamond". Физический обзор B. 59 (20): 12900. Bibcode:1999PhRvB..5912900T. Дои:10.1103/PhysRevB.59.12900.
  80. ^ а б Iakoubovskii, K.; Stesmans, A. (2002). "Dominant paramagnetic centers in 17O-implanted diamond". Физический обзор B. 66 (4): 045406. Bibcode:2002PhRvB..66d5406I. Дои:10.1103/PhysRevB.66.045406.
  81. ^ Hounsome, L.; Jones, R .; Martineau, P.; Фишер, Д .; Shaw, M.; Briddon, P.; Öberg, S. (2006). "Origin of brown coloration in diamond". Физический обзор B. 73 (12): 125203. Bibcode:2006PhRvB..73l5203H. Дои:10.1103/PhysRevB.73.125203.
  82. ^ Kolodzie, A.T. and Bleloch, A.L. Investigation of band gap energy states at dislocations in natural diamond. Cavendish Laboratory, University of Cambridge; Cambridge, England.
  83. ^ Hanley, P. L.; Kiflawi, I.; Lang, A. R. (1977). "On Topographically Identifiable Sources of Cathodoluminescence in Natural Diamonds". Философские труды Королевского общества A: математические, физические и инженерные науки. 284 (1324): 329. Bibcode:1977RSPTA.284..329H. Дои:10.1098/rsta.1977.0012. S2CID  120959202.
  84. ^ а б c Kiflawi, I.; Bruley, J.; Luyten, W.; Van Tendeloo, G. (1998). "'Natural' and 'man-made' platelets in type-Ia diamonds" (PDF). Философский журнал B. 78 (3): 299. Bibcode:1998PMagB..78..299K. Дои:10.1080/014186398258104.
  85. ^ Kiflawi, I.; Lang, A. R. (1977). "Polarised infrared cathodoluminescence from platelet defects in natural diamonds". Природа. 267 (5606): 36. Bibcode:1977Natur.267...36K. Дои:10.1038/267036a0. S2CID  4277090.
  86. ^ Goss, J.; Coomer, B.; Jones, R .; Fall, C.; Briddon, P.; Öberg, S. (2003). "Extended defects in diamond: The interstitial platelet". Физический обзор B. 67 (16): 165208. Bibcode:2003PhRvB..67p5208G. Дои:10.1103/PhysRevB.67.165208.
  87. ^ Speich, L.; Kohn, S.C.; Wirth, R.; Bulanova, G.P.; Smith, C.B. (2017). "The relationship between platelet size and the B′ infrared peak of natural diamonds revisited". Lithos. 278-281: 419–426. Bibcode:2017Litho.278..419S. Дои:10.1016/j.lithos.2017.02.010.
  88. ^ Iakoubovskii, K.; Adriaenssens, G. J. (2000). "Characterization of platelet-related infrared luminescence in diamond". Письма в философский журнал. 80 (6): 441. Bibcode:2000PMagL..80..441A. Дои:10.1080/095008300403594.
  89. ^ Chen, J. H .; Bernaerts, D.; Seo, J. W.; Van Tendeloo, G.; Kagi, H. (1998). "Voidites in polycrystalline natural diamond". Письма в философский журнал. 77 (3): 135. Bibcode:1998PMagL..77..135H. Дои:10.1080/095008398178561.
  90. ^ Kiflawi, I.; Bruley, J. (2000). "The nitrogen aggregation sequence and the formation of voidites in diamond". Алмаз и сопутствующие материалы. 9 (1): 87. Bibcode:2000DRM.....9...87K. Дои:10.1016/S0925-9635(99)00265-4.
  91. ^ Kiflawi, I.; Mainwood, A.; Kanda, H.; Fisher, D. (1996). "Nitrogen interstitials in diamond". Физический обзор B. 54 (23): 16719–16726. Bibcode:1996PhRvB..5416719K. Дои:10.1103/PhysRevB.54.16719. PMID  9985801.
  92. ^ Iakoubovskii, Konstantin; Adriaenssens, Guy J (2001). "Trapping of vacancies by defects in diamond". Журнал физики: конденсированное вещество. 13 (26): 6015. Bibcode:2001JPCM...13.6015I. Дои:10.1088/0953-8984/13/26/316.
  93. ^ Iakoubovskii, K.; Adriaenssens, G. J.; Nesladek, M. (2000). "Photochromism of vacancy-related centres in diamond". Журнал физики: конденсированное вещество. 12 (2): 189. Bibcode:2000JPCM...12..189I. Дои:10.1088/0953-8984/12/2/308.
  94. ^ Mita, Y. (1996). "Change of absorption spectra in type-Ib diamond with heavy neutron irradiation". Физический обзор B. 53 (17): 11360–11364. Bibcode:1996PhRvB..5311360M. Дои:10.1103/PhysRevB.53.11360. PMID  9982752.
  95. ^ Davies, G.; Nazare, M. H.; Hamer, M. F. (1976). "The H3 (2.463 eV) Vibronic Band in Diamond: Uniaxial Stress Effects and the Breakdown of Mirror Symmetry". Труды Королевского общества A: математические, физические и инженерные науки. 351 (1665): 245. Bibcode:1976RSPSA.351..245D. Дои:10.1098/rspa.1976.0140. S2CID  93034755.
  96. ^ Lawson, S. C.; Davies, G.; Collins, A. T.; Mainwood, A. (1992). "The 'H2' optical transition in diamond: The effects of uniaxial stress perturbations, temperature and isotopic substitution". Журнал физики: конденсированное вещество. 4 (13): 3439. Bibcode:1992JPCM....4.3439L. Дои:10.1088/0953-8984/4/13/008.
  97. ^ Mita, Y.; Nisida, Y.; Suito, K.; Onodera, A.; Yazu, S. (1990). "Photochromism of H2 and H3 centres in synthetic type Ib diamonds". Журнал физики: конденсированное вещество. 2 (43): 8567. Bibcode:1990JPCM....2.8567M. Дои:10.1088/0953-8984/2/43/002.
  98. ^ Sa, E. S. D.; Davies, G. (1977). "Uniaxial Stress Studies of the 2.498 eV (H4), 2.417 eV and 2.536 eV Vibronic Bands in Diamond". Труды Королевского общества A: математические, физические и инженерные науки. 357 (1689): 231. Bibcode:1977RSPSA.357..231S. Дои:10.1098/rspa.1977.0165. S2CID  98842822.
  99. ^ Collins, A. T.; Allers, L.; Wort, C. J. H.; Scarsbrook, G. A. (1994). "The annealing of radiation damage in De Beers colourless CVD diamond". Алмаз и сопутствующие материалы. 3 (4–6): 932. Bibcode:1994DRM.....3..932C. Дои:10.1016/0925-9635(94)90302-6.
  100. ^ Goss, J.; Jones, R .; Breuer, S.; Briddon, P.; Öberg, S. (1996). "The Twelve-Line 1.682 eV Luminescence Center in Diamond and the Vacancy-Silicon Complex". Письма с физическими проверками. 77 (14): 3041–3044. Bibcode:1996PhRvL..77.3041G. Дои:10.1103/PhysRevLett.77.3041. PMID  10062116.