Krystalografické vady diamantu - Crystallographic defects in diamond

Syntetické diamanty různých barev pěstovaných technikou vysokého tlaku a teploty je velikost diamantu ~ 2 mm.
Infračervené absorpční spektrum diamantu typu IaB. (1) oblast absorpce dusíkatých nečistot (zde většinou kvůli centrům B), (2) vrchol destiček, (3) samočinná absorpce diamantové mřížky, (4) maxima vodíku při 3107 a 3237 cm−1

Nedokonalosti v krystalová mříž z diamant jsou běžné. Takový krystalografické vady diamantu mohou být výsledkem nepravidelností mřížky nebo vnějších substitučních nebo intersticiálních nečistot zavedených během růstu diamantu nebo po něm. Vady ovlivňují materiálové vlastnosti diamantu a určit, ke kterému typu je diamant přiřazen; nejdramatičtější účinky jsou na diamantová barva a elektrická vodivost, jak vysvětlil elektronická struktura pásma.

Vady mohou být detekovány různými typy spektroskopie, počítaje v to elektronová paramagnetická rezonance (EPR), světélkování indukované světlem (fotoluminiscence, PL) nebo elektronový paprsek (katodoluminiscence, CL) a absorpce světla v infračervený (IR), viditelné a UV části spektra. The absorpční spektrum se používá nejen k identifikaci vad, ale také k odhadu jejich koncentrace; dokáže také odlišit přírodní od syntetický nebo vylepšené diamanty.[1]

Označování diamantových center

V diamantové spektroskopii existuje tradice označovat spektrum vyvolané vadou číslovanou zkratkou (např.GR1). Na tuto tradici obecně navazují některé významné odchylky, například centra A, B a C. Mnoho zkratek je však matoucích:[2]

  • Některé symboly jsou si příliš podobné (např. 3H a H3).
  • Náhodně byly stejné štítky dány různým centrům detekovaným EPR a optickými technikami (např. N3 EPR centrum a N3 optické centrum nemají žádný vztah).[3]
  • Zatímco některá zkratka jsou logická, například N3 (N pro přírodní, tj. Pozorované v přírodním diamantu) nebo H3 (H pro zahřátý, tj. Pozorovaná po ozáření a zahřátí), mnoho z nich není. Zejména neexistuje jasný rozdíl mezi významem štítků GR (obecné záření), R (záření) a TR (záření II. Typu).[2]

Symetrie vad

Symetrii defektů v krystalech popisuje bodové skupiny. Liší se od vesmírné skupiny popisuje symetrii krystalů absencí překladů, a je jich tedy mnohem méně. V diamantu byly dosud pozorovány pouze vady následujících symetrií: čtyřboká (T.d), čtyřúhelníkový (D.2d), trigonální (D.3d, C.3v), kosočtverečný (C2v), monoklinický (C2h, C.1 hod, C.2) a triclinic (C1 nebo C.S).[2][4]

Symetrie defektů umožňuje předpovídat mnoho optických vlastností. Například je zakázána jednofonová (infračervená) absorpce v čisté diamantové mřížce, protože mřížka má inverzní centrum. Zavedení jakéhokoli defektu (dokonce „velmi symetrického“, jako je substituční pár N-N) však naruší krystalickou symetrii, což má za následek defektem indukovanou absorpci infračerveného záření, což je nejběžnější nástroj pro měření koncentrací defektů v diamantu.[2]

V syntetickém diamantu pěstovaném vysokotlakou vysokoteplotní syntézou[5] nebo chemická depozice par,[6][7] defekty se symetrií nižší než čtyřboký zarovnat ke směru růstu. Takové vyrovnání bylo také pozorováno u galium arsenid[8] a proto není pro diamant jedinečný.

Vnější vady

Různé elementární analýzy diamantu odhalují širokou škálu nečistot.[9] Většinou však pocházejí z inkluzí cizích materiálů v diamantu, které by mohly být malé nanometry a neviditelné optický mikroskop. Do diamantu lze také vrazit prakticky jakýkoli prvek iontová implantace. Podstatnější jsou prvky, které lze vložit do diamantové mřížky jako izolované atomy (nebo malé atomové shluky) během růstu diamantu. Do roku 2008 tyto prvky budou dusík, bór, vodík, křemík, fosfor, nikl, kobalt a možná síra. Mangan[10] a wolfram[11] byly jednoznačně detekovány v diamantu, ale mohou pocházet z cizích inkluzí. Detekce izolovaných žehlička v diamantu[12] byl později znovu interpretován, pokud jde o mikročástice rubín vznikající při syntéze diamantu.[13] Kyslík je považován za hlavní nečistotu v diamantu,[14] ale v diamantu to ještě nebylo spektroskopicky identifikováno.[Citace je zapotřebí ] Dva elektronová paramagnetická rezonance centra (OK1 a N3) byla původně přiřazena komplexům dusík - kyslík a později komplexům souvisejícím s titanem.[15] Přiřazení je však nepřímé a odpovídající koncentrace jsou poměrně nízké (několik dílů na milion).[16]

Dusík

Nejběžnější nečistotou v diamantu je dusík, který může obsahovat až 1% hmotnosti diamantu.[14] Dříve byly všechny defekty mřížky v diamantu považovány za důsledek strukturních anomálií; pozdější výzkum ukázal, že dusík je přítomen ve většině diamantů a v mnoha různých konfiguracích. Většina dusíku vstupuje do diamantové mřížky jako jediný atom (tj. Molekuly obsahující dusík se před začleněním disociují), molekulární dusík se však začleňuje také do diamantu.[17]

Absorpce světla a další materiálové vlastnosti diamantu jsou vysoce závislé na obsahu dusíku a stavu agregace. Ačkoli všechny agregované konfigurace způsobují absorpci v infračervený, diamanty obsahující agregovaný dusík jsou obvykle bezbarvé, tj. mají malou absorpci ve viditelném spektru.[2] Čtyři hlavní formy dusíku jsou následující:

Schéma centra C.

C-dusík centrum

Střed C odpovídá elektricky neutrálnímu jedinému substitučnímu dusíku atomy v diamantové mřížce. Ty jsou snadno vidět v elektronová paramagnetická rezonance spektra[18] (ve kterých se matoucím způsobem nazývají centra P1). C centra propůjčují tmavě žlutou až hnědou barvu; tyto diamanty jsou klasifikovány jako typ Ib a jsou běžně známé jako „kanárské diamanty“, které jsou vzácné klenot formulář. Většina syntetických diamantů vyrobených technikou vysokotlaké vysokoteplotní (HPHT) obsahuje vysokou hladinu dusíku ve formě C; dusíkatá nečistota pochází z atmosféry nebo ze zdroje grafitu. Jeden atom dusíku na 100 000 atomů uhlíku vytvoří žlutou barvu.[19] Protože atomy dusíku mají k dispozici pět elektrony (ještě jeden než uhlík atomy, které nahrazují), působí jako „hluboké dárci "; to znamená, že každý substituující dusík má pro darování další elektron a tvoří dárce úroveň energie v rámci mezera v pásmu. Světlo s energií nad ~ 2,2 eV může vzrušit dárcovské elektrony do vodivé pásmo, což má za následek žlutou barvu.[20]

Střed C produkuje charakteristické infračervené absorpční spektrum s ostrým vrcholem 1344 cm−1 a širší rys na 1130 cm−1. Absorpce na těchto vrcholech se běžně používá k měření koncentrace jediného dusíku.[21] Další navrhovaný způsob, využívající UV absorpci při ~ 260 nm, byl později vyřazen jako nespolehlivý.[20]

Akceptorové defekty v diamantu ionizují pátý dusíkový elektron ve středu C a převádějí jej na centrum C +. Ten má charakteristické IR absorpční spektrum s ostrým vrcholem při 1332 cm−1 a širší a slabší vrcholy na 1115, 1046 a 950 cm−1.[22]

Schéma centra A.

A-dusík centrum

Střed A je pravděpodobně nejčastější vadou přírodních diamantů. Skládá se z neutrálního páru atomů dusíku nejbližšího souseda, který nahrazuje atomy uhlíku. Centrum A produkuje prahovou hodnotu absorpce UV záření při ~ 4 eV (310 nm, tj. Neviditelné pro oko), a proto nezpůsobuje žádné zbarvení. Diamant obsahující dusík převážně ve formě A klasifikovaný jako typ IaA.[23]

Centrum A je diamagnetický, ale pokud je ionizován UV světlem nebo hlubokými akceptory, produkuje elektronová paramagnetická rezonance spektrum W24, jehož analýza jednoznačně prokazuje strukturu N = N.[24]

Střed A ukazuje absorpční spektrum IR bez ostrých rysů, které se výrazně liší od spektra středů C nebo B. Jeho nejsilnější vrchol je 1282 cm−1 se běžně používá k odhadu koncentrace dusíku ve formě A.[25]

Schéma centra B.

B-dusík centrum

Panuje obecná shoda, že centrum B (někdy nazývané B1) se skládá z uhlíkového prázdného místa obklopeného čtyřmi atomy dusíku nahrazujícími atomy uhlíku.[1][2][26] Tento model je v souladu s dalšími experimentálními výsledky, ale neexistují žádná přímá spektroskopická data, která by ho potvrzovala. Diamanty, kde většina dusíku tvoří centra B, jsou vzácná a jsou klasifikována jako typ IaB; většina drahokamů obsahuje kombinaci center A a B společně s centry N3.

Podobně jako centra A, centra B neindukují barvu a centrům B nelze přičítat UV nebo viditelnou absorpci. Časné přiřazení absorpčního systému N9 do středu B bylo vyvráceno později.[27] Střed B má charakteristické IR absorpční spektrum (viz infračervený absorpční obrázek výše) s ostrým vrcholem 1332 cm−1 a širší rys na 1280 cm−1. Ten se běžně používá k odhadu koncentrace dusíku ve formě B.[28]

Všimněte si, že mnoho optických špiček v diamantu má náhodně podobné spektrální polohy, což mezi gemology způsobuje velké zmatky. Spektroskopové používají k identifikaci defektů celé spektrum, nikoli jeden vrchol, a berou v úvahu historii růstu a zpracování jednotlivých diamantů.[1][2][26]

Schéma centra N3

N3 dusíkové centrum

Centrum N3 se skládá ze tří atomů dusíku obklopujících volné místo. Jeho koncentrace je vždy jen zlomkem center A a B.[29] Středisko N3 je paramagnetické, takže jeho struktura je dobře odůvodněna analýzou EPR spektra P2.[3] Tento defekt produkuje charakteristickou absorpční a luminiscenční linii při 415 nm, a proto sám o sobě neindukuje barvu. Střed N3 je však vždy doprovázen středem N2, který má absorpční linii při 478 nm (a bez luminiscence).[30] Ve výsledku mají diamanty bohaté na středy N3 / N2 žlutou barvu.

Bor

Diamanty obsahující bór jako substituční nečistotu se nazývají typ IIb. Pouze jedno procento přírodních diamantů je tohoto typu a většina z nich je modrá až šedá.[31] Bor je akceptorem diamantu: atomy boru mají o jeden méně dostupný elektron než atomy uhlíku; proto každý atom boru nahrazující atom uhlíku vytváří elektronová díra v pásmové mezeře, která může přijmout elektron z valenční pásmo. To umožňuje absorpci červeného světla a díky malé energii (0,37 eV)[32] potřebné k tomu, aby elektron opustil valenční pásmo, mohou být z atomů boru tepelně uvolňovány otvory do valenční pásmo i při pokojové teplotě. Tyto otvory se mohou pohybovat v elektrické pole a vykreslit diamant elektricky vodivý (tj. a polovodič typu p ). K tomu je zapotřebí velmi málo atomů boru - typický poměr je jeden atom boru na 1 000 000 atomů uhlíku.

Diamanty dotované bórem propouštějí světlo až do ~ 250 nm a absorbují určité červené a infračervené světlo (odtud modrá barva); mohou fosforeskovat modrá po vystavení ultrafialovému záření krátkých vln.[32] Kromě optické absorpce byly akceptory boru detekovány elektronovou paramagnetickou rezonancí.[33]

Fosfor

Fosfor by mohl být záměrně zaváděn do diamantu vypěstovaného chemickou depozicí v parách (CVD) v koncentracích až ~ 0,01%.[34] Fosfor nahrazuje uhlík v diamantové mřížce.[35] Podobně jako dusík má fosfor o jeden elektron více než uhlík, a funguje tedy jako dárce; ionizační energie fosforu (0,6 eV)[34] je mnohem menší než dusík (1,7 eV)[36] a je dostatečně malý na pokojovou teplotu tepelná ionizace. Tato důležitá vlastnost fosforu v diamantu upřednostňuje elektronické aplikace, jako jsou diody emitující UV světlo (LED diody, při 235 nm).[37]

Vodík

Vodík je jednou z technologicky nejdůležitějších nečistot v polovodičích, včetně diamantů. Vady související s vodíkem se velmi liší u přírodních diamantů a u filmů ze syntetických diamantů. Tyto filmy produkují různé chemická depozice par (CVD) techniky v atmosféře bohaté na vodík (typický poměr vodík / uhlík> 100), za silného bombardování rostoucího diamantu plazmatickými ionty. Výsledkem je, že diamant CVD je vždy bohatý na vodíková a mřížková volná místa. V polykrystalických filmech může být velká část vodíku umístěna na hranicích mezi diamantovými „zrny“ nebo v ne diamantových uhlíkových inkluzích. V samotné diamantové mřížce se uvolnilo vodík[38] a volné místo vodíku a dusíku[39] komplexy byly identifikovány ve stavech záporného náboje elektronová paramagnetická rezonance. Kromě toho je dokumentována řada IR absorpčních špiček souvisejících s vodíkem.[40]

Experimentálně je prokázáno, že vodík pasivuje elektricky aktivní bór[41] a fosfor[42] nečistoty. V důsledku takové pasivace se pravděpodobně vytvoří mělká centra dárců.[43]

V přírodních diamantech je běžně pozorováno několik vrcholů absorpce IR souvisejících s vodíkem; nejsilnější jsou umístěny na 1405, 3107 a 3237 cm−1 (viz obrázek absorpce IR výše). Mikroskopická struktura odpovídajících defektů dosud není známa a není ani jisté, zda tyto defekty pocházejí z diamantu nebo z cizích inkluzí. Šedá barva některých diamantů z Argyle důl v Austrálii je často spojován s těmito defekty vodíku, ale opět je toto zadání dosud neprokázané.[44]

Nikl, kobalt a chrom

Mikrofotografie (nahoře) a UV excitovaná fotoluminiscence (dole) ze desky ze syntetického diamantu (šířka ~ 3 mm). Většina žluté barvy a zelené emise pochází z niklu.

Když se diamanty pěstují pomocí vysokotlaké vysokoteplotní techniky, obvykle se do růstového média přidává nikl, kobalt, chrom nebo některé další kovy, aby se usnadnila katalytická přeměna grafitu na diamant. Ve výsledku se tvoří kovové inkluze. Kromě toho se izolované atomy niklu a kobaltu začleňují do diamantové mřížky, jak dokazuje charakteristická hyperjemná struktura v elektronová paramagnetická rezonance, spektra optické absorpce a fotoluminiscence,[45] a koncentrace izolovaného niklu může dosáhnout 0,01%.[46] Tato skutečnost je ve všech ohledech neobvyklá vzhledem k velkému rozdílu ve velikosti mezi atomy uhlíku a přechodných kovů a vynikající tuhosti diamantové mřížky.[2][46]

Bylo zjištěno mnoho vad souvisejících s Ni elektronová paramagnetická rezonance,[5][47] optická absorpce a fotoluminiscence,[5][47][48] jak v syntetických, tak v přírodních diamantech.[44] Lze rozlišit tři hlavní struktury: substituční Ni,[49] nikl-volné místo[50] a komplex nikl-prázdno zdobený jedním nebo více substitučními atomy dusíku.[47] Struktura „nikl-volné místo“, nazývaná také „polodivoká“, je specifická pro většinu velkých nečistot v diamantu a křemíku (např. Cín v křemíku)[51]). Jeho produkční mechanismus je obecně přijímán následovně: velký atom niklu se začleňuje substitučně, poté vypuzuje blízký uhlík (vytváří sousední volné místo) a přesouvá se mezi těmito dvěma místy.

Přestože jsou fyzikální a chemické vlastnosti kobaltu a niklu poměrně podobné, koncentrace izolovaného kobaltu v diamantu jsou mnohem menší než koncentrace niklu (rozsah na miliardu dílů). Několik defektů souvisejících s izolovaným kobaltem bylo zjištěno elektronová paramagnetická rezonance[52] a fotoluminiscence,[5][53] ale jejich struktura zatím není známa.[54]

Po diamantové iontové implantaci a následném žíhání bylo v diamantu detekováno optické centrum související s chromem.[55][56]

Křemík, germanium, cín a olovo

Model semi-divacancy (nečistota-volnost) pro velkou nečistotu v diamantu (Ni, Co, Si, S atd.), Kde velký růžový atom nečistoty nahrazuje dva atomy uhlíku. Podrobnosti o lepení s diamantovou mřížkou jsou nejisté.

Křemík je běžnou nečistotou v diamantových filmech vypěstovaných chemickým napařováním a pochází buď ze silikonového substrátu, nebo z křemíkových oken nebo stěn reaktoru CVD. To bylo také pozorováno u přírodních diamantů v rozptýlené formě.[57] Izolované defekty křemíku byly detekovány v diamantové mřížce prostřednictvím ostrého píku optické absorpce při 738 nm[58] a elektronová paramagnetická rezonance.[59] Podobně jako u jiných velkých nečistot byla hlavní forma křemíku v diamantu identifikována s komplexem Si-vacancy (semi-divacancy site).[59] Toto centrum je hlubokým dárcem s ionizační energií 2 eV, a proto je opět nevhodné pro elektronické aplikace.[60]

Si-volná místa tvoří menší zlomek celkového křemíku. Předpokládá se (i když neexistuje žádný důkaz), že mnoho křemíku nahrazuje uhlík, čímž se stává neviditelným pro většinu spektroskopických technik, protože atomy křemíku a uhlíku mají stejnou konfiguraci vnějších elektronických skořápek.[61]

Germanium, cín a olovo obvykle v diamantu chybí, ale lze je zavést během růstu nebo následnou implantací iontů. Tyto nečistoty lze opticky detekovat pomocí germanium-neobsazenost,[62] střediska volných pracovních míst a volných pracovních pozic,[63] respektive, které mají podobné vlastnosti jako Si-neobsazené centrum.[64]

Podobně jako centra N-V mají komplexy Si-V, Ge-V, Sn-V a Pb-V všechny potenciální aplikace v kvantových výpočtech.[65][63]

Síra

Kolem roku 2000 se objevila vlna pokusů o dopování syntetických diamantových filmů CVD sírou s cílem dosáhnout vodivosti typu n s nízkou aktivační energií. Byly zveřejněny úspěšné zprávy,[66] ale pak zamítnut[67] protože vodivost byla vykreslena typu p místo typu n a nebyla spojena se sírou, ale se zbytkovým bórem, který je vysoce účinným dopantem typu p v diamantu.

Zatím (2009) existuje pouze jeden spolehlivý důkaz (prostřednictvím hyperjemné interakční struktury v elektronová paramagnetická rezonance ) pro izolované defekty síry v diamantu. Odpovídající středisko zvané W31 bylo pozorováno u diamantů přírodního typu Ib v malých koncentracích (části na milion). Bylo přiděleno komplexu síry a volných míst - opět, jako v případě niklu a křemíku, polodivakantním místem.[68]

Vnitřní vady

Nejjednodušší způsob, jak vyrobit vnitřní vady diamantu, je vytěsnění atomů uhlíku ozářením vysoce energetickými částicemi, jako jsou alfa (helium), beta (elektrony) nebo gama částice, protony, neutrony, ionty atd. Ozařování může nastat v v laboratoři nebo v přírodě (viz Vylepšení diamantu - ozáření ); produkuje pojmenované primární vady Frenkelovy vady (atomy uhlíku srazily jejich normální mřížová místa na intersticiální místa) a zbývající volná mřížová místa. Důležitým rozdílem mezi volnými místy a vsunutými reklamami v diamantu je to, že zatímco vsunuté reklamy jsou během ozařování mobilní, dokonce i při teplotách kapalného dusíku,[69] volná místa však začínají migrovat pouze při teplotách ~ 700 ° C.

Volná místa a vsunuté reklamy lze také vyrobit v diamantu plastickou deformací, i když v mnohem menších koncentracích.

Izolovaná uhlíková vsunutá reklama

Model uhlíkové split-intersticiální reklamy v diamantu

Izolovaný vsunutá reklama nebyl nikdy pozorován v diamantu a je považován za nestabilní. Jeho interakce s pravidelným atomem uhlíkové mřížky vytváří „split-intersticiál“, defekt, kdy dva atomy uhlíku sdílejí místo mřížky a jsou kovalentně spojeny se sousedními uhlíky. Tato vada byla důkladně charakterizována elektronová paramagnetická rezonance (Střed R2)[70] a optická absorpce,[71] a na rozdíl od většiny ostatních vad diamantu neprodukuje fotoluminiscence.

Intersticiální komplexy

Jedna z konfigurací uhlíkových di-intersticiálů v diamantu

Izolovaná rozdělená intersticiální reklama se během ozařování pohybuje diamantovým krystalem. Když se setká s jinými vsunutými reklamami, agreguje se do větších komplexů dvou a tří split-vsunutých reklam, které identifikuje elektronová paramagnetická rezonance (Centra R1 a O3),[72][73] optická absorpce a fotoluminiscence.[74]

Komplexy volných míst - intersticiální

Většina vysokoenergetických částic kromě přemísťování atomu uhlíku z místa mřížky také předává dostatek přebytečné energie pro rychlou migraci mřížkou. Pokud je však použito relativně jemné gama záření, je tato energie navíc minimální. Intersticiální reklamy tedy zůstávají blízko původních volných míst a tvoří páry volných intersticiálních reklam identifikované optickou absorpcí.[74][75][76]

Byly také vyrobeny volné páry-intersticiální páry, ačkoli ozařováním elektrony a jiným mechanismem:[77] Jednotlivé intersticiální reklamy migrují během ozařování a agregují se za vzniku di-intersticiálních reklam; tento proces probíhá přednostně poblíž mřížových prázdných míst.

Izolované volné místo

Čisté diamanty, před a po ozáření a žíhání. Ve směru hodinových ručiček od levého dna: 1) Počáteční (2 × 2 mm) 2–4) Ozařované různými dávkami 2-MeV elektronů 5–6) Ozařováno různými dávkami a žíháno při 800 ° C.

Izolovaný volné místo je nejvíce studovanou vadou diamantu, experimentálně i teoreticky. Jeho nejdůležitější praktickou vlastností je optická absorpce, jako v barevná centra, který dává diamantově zelenou nebo někdy dokonce zeleno-modrou barvu (v čistém diamantu). Charakteristickým rysem této absorpce je řada ostrých čar zvaných GR1-8, kde je nejvýznamnější a nejdůležitější linie GR1 při 741 nm.[75]

Uvolněné místo se chová jako dárce / akceptor hlubokých elektronů, jehož elektronické vlastnosti závisí na stavu nabití. Úroveň energie pro stavy + / 0 je 0,6 eV a pro stavy 0 / - je 2,5 eV nad valenční pásmo.[78]

Multivakanové komplexy

Po žíhání čistého diamantu při ~ 700 ° C prázdná místa migrují a vytvářejí divancanty charakterizované optickou absorpcí a elektronová paramagnetická rezonance.[79]Podobně jako jednotlivé vsunuté reklamy, divakancia neprodukují fotoluminiscenci. Divacanities, podle pořadí, anneal out at ~ 900 ° C creating multivacancy chain identified by EPR[80] a pravděpodobně hexavacancy kroužky. Ta druhá by měla být neviditelná pro většinu spektroskopií a doposud nebyly skutečně detekovány.[80] Žíháním volných pracovních míst se barva diamantu změní ze zelené na žlutohnědou. Předpokládá se, že podobný mechanismus (agregace volných míst) způsobí hnědou barvu plasticky deformovaných přírodních diamantů.[81]

Dislokace

Dislokace jsou nejčastější strukturální vadou přírodního diamantu. Dva hlavní typy dislokací jsou: sestava klouzání, ve kterém vazby přestávka mezi vrstvami atomů s různými indexy (těmi, které neleží přímo nad sebou) a shuffle set, ve kterém dochází k zlomům mezi atomy stejného indexu. Dislokace vytvářejí visící vazby, které zavádějí energetické úrovně do mezery v pásmu a umožňují absorpci světla.[82] Širokopásmová modrá fotoluminiscence byl spolehlivě identifikován s dislokacemi přímým pozorováním v elektronový mikroskop Bylo však zjištěno, že ne všechny dislokace jsou luminiscenční a neexistuje korelace mezi typem dislokace a parametry emise.[83]

Trombocyty

Elektronová mikrofotografie krevních destiček v diamantu při pohledu kolmo na kubickou osu.[84] Šířka obrázku 1,5 µm

Většina přírodních diamantů obsahuje rozšířené plošné defekty v <100> mřížkových rovinách, které se nazývají destičky. Jejich velikost se pohybuje od nanometrů do mnoha mikrometrů a velké jsou snadno pozorovatelné v optický mikroskop prostřednictvím jejich luminiscence.[85] Po dlouhou dobu byly destičky předběžně spojovány s velkými komplexy dusíku - propady dusíku produkované v důsledku agregace dusíku při vysokých teplotách syntézy diamantu. Avšak přímé měření dusíku v krevních destičkách pomocí ÚŘEDY (analytická technika elektronové mikroskopie) odhalila velmi málo dusíku.[84] Aktuálně přijímaným modelem krevních destiček je velká pravidelná řada uhlíkových vsunutých látek.[86]

Trombocyty produkují ostré absorpční vrcholy při 1359–1375 a 330 cm−1 v IR absorpčních spektrech; Pozoruhodné je, že poloha prvního píku závisí na velikosti destiček.[84][87] Stejně jako u dislokací byla široká fotoluminiscence soustředěná při ~ 1000 nm spojena s destičkami přímým pozorováním v elektronovém mikroskopu. Studiem této luminiscence se odvodilo, že destičky mají „bandgap“ ~ 1,7 eV.[88]

Voidity

Elektronový mikrofotografie ukazující několik oktaedrických voiditů

Prázdnoty jsou osmistěn shluky o velikosti nanometrů přítomné v mnoha přírodních diamantech, jak odhalil elektronová mikroskopie.[89] Laboratorní experimenty prokázaly, že žíhání diamantu typu IaB při vysokých teplotách a tlacích (> 2 600 ° C) vede k rozpadu krevních destiček a tvorbě dislokačních smyček a voiditů, tj. Že voidity jsou výsledkem tepelné degradace destiček. Na rozdíl od krevních destiček voidity obsahují hodně dusíku v molekulární formě.[90]

Interakce mezi vnitřními a vnějšími vadami

Vnější a vnitřní vady mohou interagovat a vytvářet nové vadné komplexy. K takové interakci obvykle dochází, pokud je diamant obsahující vnější vady (nečistoty) buď plasticky deformován, nebo je ozářen a žíhán.

Schéma center H3 a H2

Nejdůležitější je interakce volných pracovních míst a vsunutých reklam s dusíkem. Uhlíkové intersticiály reagují se substitučním dusíkem a vytvářejí intersticiál dusíku se středem vazby, který vykazuje silnou absorpci IR při 1450 cm−1.[91] Volná místa jsou efektivně zachycena dusíkovými centry A, B a C. Míra odchytů je nejvyšší pro centra C, 8krát nižší pro centra A a 30krát nižší pro centra B.[92] C centrum (jediný dusík) zachycením volného místa tvoří slavný centrum pro uvolnění dusíku, které mohou být neutrální nebo záporně nabité;[93][94] záporně nabitý stav má potenciální aplikace v kvantové výpočty. A a B centra po zachycení volného místa vytvoří odpovídající 2N-V (H3[95] a H2[96] centra, kde H2 je jednoduše záporně nabitý střed H3[97]) a neutrál 4N-2V (střed H4.)[98]). Střediska H2, H3 a H4 jsou důležitá, protože jsou přítomna v mnoha přírodních diamantech a jejich optická absorpce může být dostatečně silná, aby změnila barvu diamantu (H3 nebo H4 - žlutá, H2 - zelená).

Bor interaguje s uhlíkovými intersticiály a vytváří neutrální komplex bór-intersticiální s ostrou optickou absorpcí při 0,552 eV (2250 nm).[78] Dosud nejsou známy žádné důkazy (2009) o komplexech boru a neobsazenosti.[26]

Naproti tomu křemík reaguje s volnými místy a vytváří výše popsanou optickou absorpci při 738 nm.[99] Předpokládaným mechanismem je zachycování migrujícího volného místa pomocí substitučního křemíku, což vede ke konfiguraci Si-V (semi-divacancy).[100]

Podobný mechanismus se očekává u niklu, u kterého je spolehlivě identifikována jak substituční, tak polodivoká konfigurace (viz pododdíl „nikl a kobalt“ výše). V nepublikované studii byly diamanty bohaté na substituční nikl ozařovány a žíhány s následným pečlivým optickým měřením prováděným po každém kroku žíhání, ale nebyly získány žádné důkazy o vytvoření nebo vylepšení center Ni-vacancy.[50]

Viz také

Reference

  1. ^ A b C Collins, A. T. (2003). "Detekce barevných a syntetických drahokamů pomocí optické spektroskopie". Diamant a související materiály. 12 (10–11): 1976–1983. Bibcode:2003DRM .... 12.1976C. doi:10.1016 / S0925-9635 (03) 00262-0.
  2. ^ A b C d E F G h Walker, J. (1979). "Optická absorpce a luminiscence v diamantu" (PDF). Zprávy o pokroku ve fyzice. 42 (10): 1605–1659. Bibcode:1979RPPh ... 42,1605W. CiteSeerX  10.1.1.467.443. doi:10.1088/0034-4885/42/10/001.
  3. ^ A b Wyk, J. A. V. (1982). „Hyperjemná interakce uhlíku-12 s jedinečným uhlíkem P2 (ESR) nebo N3 (optického) středu v diamantu“. Journal of Physics C: Solid State Physics. 15 (27): L981 – L983. Bibcode:1982JPhC ... 15L.981V. doi:10.1088/0022-3719/15/27/007.
  4. ^ Zaitsev, A. M. (2001). Optické vlastnosti diamantu: Datová příručka. Springer. ISBN  978-3-540-66582-3.
  5. ^ A b C d Iakoubovskii, K .; Collins, A. T. (2004). „Zarovnání center souvisejících s Ni- a Co během růstu vysokotlakého – vysokoteplotního diamantu“. Journal of Physics: Condensed Matter. 16 (39): 6897. Bibcode:2004JPCM ... 16.6897I. doi:10.1088/0953-8984/16/39/022.
  6. ^ Edmonds, A .; d’Haenens-Johansson, U .; Cruddace, R .; Newton, M .; Fu, K.-M .; Santori, C .; Beausoleil, R .; Twitchen, D .; Markham, M. (2012). "Výroba orientovaných barevných center uvolněných dusíkem v syntetickém diamantu". Fyzický přehled B. 86 (3): 035201. arXiv:1112.5757. Bibcode:2012PhRvB..86c5201E. doi:10.1103 / PhysRevB.86.035201.
  7. ^ d’Haenens-Johansson, U .; Edmonds, A .; Newton, M .; Goss, J .; Briddon, P .; Baker, J .; Martineau, P .; Khan, R .; Twitchen, D .; Williams, S. D. (2010). "EPR defektu v CVD diamantu zahrnujícím jak křemík, tak vodík, který vykazuje preferenční vyrovnání". Fyzický přehled B. 82 (15): 155205. Bibcode:2010PhRvB..82o5205D. doi:10.1103 / PhysRevB.82.155205.
  8. ^ Hogg, R. A .; Takahei, K .; Taguchi, A .; Horikoshi, Y. (1996). „Preferenční zarovnání center Er – 2O v GaAs: Er, O odhaleno anizotropní hostitelem excitovanou fotoluminiscencí“. Aplikovaná fyzikální písmena. 68 (23): 3317. Bibcode:1996ApPhL..68,3317H. doi:10.1063/1.116043.
  9. ^ Assali, L. V. C .; Machado, W. V. M .; Justo, J. F. (2011). "3d nečistoty přechodného kovu v diamantu: elektronické vlastnosti a chemické trendy". Phys. Rev. B. 84 (15): 155205. arXiv:1307.3278. Bibcode:2011PhRvB..84o5205A. doi:10.1103 / PhysRevB.84.155205.
  10. ^ Iakoubovskii, K .; Stesmans, A. (2001). „Charakterizace defektů v rostoucích CVD diamantových filmech a diamantových prášcích HPHT elektronovou paramagnetickou rezonancí“. Physica Status Solidi A. 186 (2): 199. Bibcode:2001PSSAR.186..199I. doi:10.1002 / 1521-396X (200108) 186: 2 <199 :: AID-PSSA199> 3.0.CO; 2-R.
  11. ^ Lal, S .; Dallas, T .; Yi, S .; Gangopadhyay, S .; Holtz, M .; Anderson, F. (1996). „Defektní fotoluminiscence v polykrystalických diamantových filmech vypěstovaných obloukem tryskáním chemickým napařováním“. Fyzický přehled B. 54 (19): 13428–13431. Bibcode:1996PhRvB..5413428L. doi:10.1103 / PhysRevB.54.13428. PMID  9985239.
  12. ^ Iakoubovskii, K .; Adriaenssens, G. J. (2002). „Důkazy o výskytu defektního centra souvisejícího s Fe v diamantu“. Journal of Physics: Condensed Matter. 14 (4): L95. Bibcode:2002JPCM ... 14L..95I. doi:10.1088/0953-8984/14/4/104.
  13. ^ Iakoubovskii, K .; Adriaenssens, G. J. (2002). „Komentář k‚ Důkazu centra defektů Fe v diamantu'". Journal of Physics: Condensed Matter. 14 (21): 5459. Bibcode:2002JPCM ... 14R.401I. doi:10.1088/0953-8984/14/21/401.
  14. ^ A b Kaiser, W .; Bond, W. (1959). „Dusík, hlavní nečistota v běžném diamantu typu I“. Fyzický přehled. 115 (4): 857. Bibcode:1959PhRv..115..857K. doi:10.1103 / PhysRev.115.857.
  15. ^ Czelej, K .; Ćwieka, K .; Śpiewadoi, Piotr; Kurzydłowskia, Krzysztof Jan (2018). „Barevná centra související s titanem v diamantu: předpověď funkční teorie hustoty“. J. Mater. Chem. C. 6 (19): 5261–5268.
  16. ^ Newton, M. E.; Baker, J. M. (1989). "14N ENDOR centra OK1 v přírodním typu diamantu Ib ". Journal of Physics: Condensed Matter. 1 (51): 10549. Bibcode:1989JPCM .... 110549N. doi:10.1088/0953-8984/1/51/024.
  17. ^ Iakoubovskii, K .; Adriaenssens, G. J .; Vohra, Y. K. (2000). „Začleňování dusíku do diamantových filmů homoepitaxiálně pěstovaných chemickou depozicí par“. Journal of Physics: Condensed Matter. 12 (30): L519. Bibcode:2000JPCM ... 12L.519I. doi:10.1088/0953-8984/12/30/106.
  18. ^ Smith, W .; Sorokin, P .; Gelles, I .; Lasher, G. (1959). "Electron-Spin rezonance dárců dusíku v diamantu". Fyzický přehled. 115 (6): 1546. Bibcode:1959PhRv..115,1546S. doi:10.1103 / PhysRev.115.1546.
  19. ^ Nassau, Kurt (1980) „Drahokamy vytvořené člověkem“ Gemologický institut Ameriky, Santa Monica, Kalifornie, ISBN  0-87311-016-1, str. 191
  20. ^ A b Iakoubovskii, K .; Adriaenssens, G. J. (2000). „Optické přechody v substitučním centru dusíku v diamantu“. Journal of Physics: Condensed Matter. 12 (6): L77. Bibcode:2000JPCM ... 12L..77I. doi:10.1088/0953-8984/12/6/102.
  21. ^ I. Kiflawi a kol. „Infračervená absorpce jediným dusíkem a defektem se soustředí v diamantu“ Philos. Mag. B 69 (1994) 1141
  22. ^ Lawson, S. C .; Fisher, D .; Hunt, D. C .; Newton, M. E. (1998). „O existenci pozitivně nabitého jednosubstitučního dusíku v diamantu“. Journal of Physics: Condensed Matter. 10 (27): 6171. Bibcode:1998JPCM ... 10.6171L. doi:10.1088/0953-8984/10/27/016.
  23. ^ Davies, G. (1976). „Agregát dusíku A v diamantu - jeho symetrie a možná struktura“. Journal of Physics C: Solid State Physics. 9 (19): L537 – L542. Bibcode:1976JPhC .... 9L.537D. doi:10.1088/0022-3719/9/19/005.
  24. ^ Tucker, O .; Newton, M .; Baker, J. (1994). „Měření EPR a N14 elektronově-nukleární dvojitou rezonancí na ionizovaném dinitrogenovém centru s nejbližším sousedem v diamantu“. Fyzický přehled B. 50 (21): 15586–15596. Bibcode:1994PhRvB..5015586T. doi:10.1103 / PhysRevB.50.15586. PMID  9975922.
  25. ^ Boyd, S. R .; Kiflawi, I .; Woods, G. S. (1994). "Vztah mezi infračervenou absorpcí a koncentrací defektu v diamantu". Filozofický časopis B. 69 (6): 1149. Bibcode:1994PMagB..69.1149B. doi:10.1080/01418639408240185.
  26. ^ A b C Collins, A. T. (1999). "Věci, které ještě nevíme o optických centrech v diamantu". Diamant a související materiály. 8 (8–9): 1455–1462. Bibcode:1999DRM ..... 8.1455C. doi:10.1016 / S0925-9635 (99) 00013-8.
  27. ^ Shiryaev, A. A .; Hutchison, M. T .; Dembo, K. A .; Dembo, A. T .; Iakoubovskii, K .; Klyuev, Y. A .; Naletov, A. M. (2001). „Vysokoteplotní vysokotlaké žíhání diamantu“. Physica B: Kondenzovaná látka. 308-310: 598–603. Bibcode:2001PhyB..308..598S. doi:10.1016 / S0921-4526 (01) 00750-5.
  28. ^ Boyd, S. R .; Kiflawi, I .; Woods, G. S. (1995). "Infračervená absorpce agregátem dusíku B v diamantu". Filozofický časopis B. 72 (3): 351. Bibcode:1995PMagB..72..351B. doi:10.1080/13642819508239089.
  29. ^ Anderson, B .; Payne, J .; Mitchell, R.K. (ed.) (1998) „The spectroscope and gemology“, s. 215, Robert Hale Limited, Clerkwood House, London. ISBN  0-7198-0261-X
  30. ^ Thomaz, M. F .; Davies, G. (1978). „Doba rozpadu luminiscence N3 v přírodním diamantu“. Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 362 (1710): 405. Bibcode:1978RSPSA.362..405T. doi:10.1098 / rspa.1978.0141. S2CID  98179513.
  31. ^ O'Donoghue, M. (2002) „Syntetické, imitace a upravené drahokamy“, Elsevier Butterworth-Heinemann, Velká Británie. ISBN  0-7506-3173-2, str. 52
  32. ^ A b Collins, A. T. (1993). "Optické a elektronické vlastnosti polovodičového diamantu". Filozofické transakce Královské společnosti A: Matematické, fyzikální a technické vědy. 342 (1664): 233–244. Bibcode:1993RSPTA.342..233C. doi:10.1098 / rsta.1993.0017. S2CID  202574625.
  33. ^ Ammerlaan, C. A. J .; Kemp, R. V. (1985). "Spektroskopie magnetické rezonance v polovodičovém diamantu". Journal of Physics C: Solid State Physics. 18 (13): 2623. Bibcode:1985JPhC ... 18.2623A. doi:10.1088/0022-3719/18/13/009.
  34. ^ A b Kociniewski, T .; Barjon, J .; Pinault, M. -A .; Jomard, F .; Lusson, A .; Ballutaud, D .; Gorochov, O .; Laroche, J. M .; Rzepka, E .; Chevallier, J .; Saguy, C. (2006). „Diamant typu CVD typu N dopovaný fosforem pomocí technologie MOCVD pro zabudování dopantu“. Physica Status Solidi A. 203 (12): 3136. Bibcode:2006PSSAR.203.3136K. doi:10.1002 / pssa.200671113.
  35. ^ Hasegawa, M .; Teraji, T .; Koizumi, S. (2001). „Mřížkové umístění fosforu v homoepitaxních diamantových filmech typu n pěstovaných chemickým napařováním“. Aplikovaná fyzikální písmena. 79 (19): 3068. Bibcode:2001ApPhL..79.3068H. doi:10.1063/1.1417514.
  36. ^ Farrer, R. G. (1969). "O substitučním donoru dusíku v diamantu". Polovodičová komunikace. 7 (9): 685–688. Bibcode:1969SSCom ... 7..685F. doi:10.1016/0038-1098(69)90593-6.
  37. ^ Koizumi, S .; Watanabe, K .; Hasegawa, M .; Kanda, H. (2001). "Ultrafialové emise z křižovatky Diamond pn". Věda. 292 (5523): 1899–1901. Bibcode:2001Sci ... 292,1899K. doi:10.1126 / science.1060258. PMID  11397942.
  38. ^ Glover, C .; Newton, M. E.; Martineau, P. M .; Quinn, S .; Twitchen, D. J. (2004). „Začlenění vodíku do diamantu: komplex volného místa s vodíkem“. Dopisy o fyzické kontrole. 92 (13): 135502. Bibcode:2004PhRvL..92m5502G. doi:10.1103/PhysRevLett.92.135502. PMID  15089622.
  39. ^ Glover, C.; Newton, M.; Martineau, P.; Twitchen, D.; Baker, J. (2003). "Hydrogen Incorporation in Diamond: The Nitrogen-Vacancy-Hydrogen Complex". Dopisy o fyzické kontrole. 90 (18): 185507. Bibcode:2003PhRvL..90r5507G. doi: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". Aplikovaná fyzikální písmena. 66 (2): 177. Bibcode:1995ApPhL..66..177F. doi: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". Fyzický přehled B. 58 (12): 7966. Bibcode:1998PhRvB..58.7966C. doi: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". Diamond and Related Materials. 11 (8): 1566. Bibcode:2002DRM....11.1566C. doi: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". Přírodní materiály. 2 (7): 482–486. Bibcode:2003NatMa...2..482T. doi:10.1038/nmat929. PMID  12876564.
  44. ^ A b Iakoubovskii, K.; Adriaenssens, G. J. (2002). "Optical characterization of natural Argyle diamonds". Diamond and Related Materials. 11 (1): 125. Bibcode:2002DRM....11..125I. doi:10.1016/S0925-9635(01)00533-7.
  45. ^ Iakoubovskii, K.; Davies, G. (2004). "Vibronic effects in the 1.4-eV optical center in diamond". Fyzický přehled B. 70 (24): 245206. Bibcode:2004PhRvB..70x5206I. doi:10.1103/PhysRevB.70.245206.
  46. ^ A b 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". Diamond and Related Materials. 7 (2–5): 333. Bibcode:1998DRM.....7..333C. doi:10.1016/S0925-9635(97)00270-7.
  47. ^ A b 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". Journal of Physics: Condensed Matter. 11 (38): 7357. Bibcode:1999JPCM...11.7357N. doi:10.1088/0953-8984/11/38/314.
  48. ^ Larico, R.; Justo, J. F .; Machado, W. V. M .; Assali, L. V. C. (2009). "Electronic properties and hyperfine fields of nickel-related complexes in diamond". 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 .; Bowman, M. (1990). "Fourier-transform and continuous-wave EPR studies of nickel in synthetic diamond: Site and spin multiplicity". Fyzický přehled B. 41 (7): 3905–3913. Bibcode:1990PhRvB..41.3905I. doi:10.1103/PhysRevB.41.3905. PMID  9994206.
  50. ^ A b Iakoubovskii, K. (2004). "Ni-vacancy defect in diamond detected by electron spin resonance". Fyzický přehled B. 70 (20): 205211. Bibcode:2004PhRvB..70t5211I. doi:10.1103/PhysRevB.70.205211.
  51. ^ Watkins, G. (1975). "Defects in irradiated silicon: EPR of the tin-vacancy pair". Fyzický přehled B. 12 (10): 4383–4390. Bibcode:1975PhRvB..12.4383W. doi:10.1103/PhysRevB.12.4383.
  52. ^ Twitchen, D.; Baker, J .; Newton, M.; Johnston, K. (2000). "Identification of cobalt on a lattice site in diamond". Fyzický přehled B. 61 (1): 9. Bibcode:2000PhRvB..61....9T. doi: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". Journal of Applied Physics. 79 (8): 4348. Bibcode:1996JAP....79.4348L. doi: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. Hmota. 20 (41): 415220. arXiv:1307.2866. Bibcode:2008JPCM...20O5220L. doi: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". Fyzický přehled B. 81 (12): 121201. arXiv:1001.4373. Bibcode:2010PhRvB..81l1201A. doi: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". Physical Review A. 81 (4): 043813. arXiv:0909.1873. Bibcode:2010PhRvA..81d3813A. doi: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". Diamond and Related Materials. 10 (1): 18. Bibcode:2001DRM....10...18I. doi:10.1016/S0925-9635(00)00361-7.
  58. ^ Clark, C .; Kanda, H.; Kiflawi, I.; Sittas, G. (1995). "Silicon defects in diamond". Fyzický přehled B. 51 (23): 16681–16688. Bibcode:1995PhRvB..5116681C. doi:10.1103/PhysRevB.51.16681. PMID  9978673.
  59. ^ A b Edmonds, A.; Newton, M.; Martineau, P.; Twitchen, D.; Williams, S. (2008). "Electron paramagnetic resonance studies of silicon-related defects in diamond". Fyzický přehled B. 77 (24): 245205. Bibcode:2008PhRvB..77x5205E. doi:10.1103/PhysRevB.77.245205.
  60. ^ Iakoubovskii, K.; Adriaenssens, G. (2000). "Luminescence excitation spectra in diamond". Fyzický přehled B. 61 (15): 10174. Bibcode:2000PhRvB..6110174I. doi:10.1103/PhysRevB.61.10174.
  61. ^ d'Haenens-Johansson, U.; Edmonds, A.; Green, B.; Newton, M.; Davies, G.; Martineau, P.; Khan, R.; Twitchen, D. (2011). "Optical properties of the neutral silicon split-vacancy center in diamond". Fyzický přehled B. 84 (24): 245208. Bibcode:2011PhRvB..84x5208D. doi:10.1103/PhysRevB.84.245208.
  62. ^ Iwasaki, T.; Ishibashi, F.; Miyamoto, Y.; Doi, Y.; Kobayashi, S .; 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". Vědecké zprávy. 5: 12882. arXiv:1503.04938. Bibcode:2015NatSR...512882I. doi:10.1038/srep12882. PMC  4528202. PMID  26250337.
  63. ^ A b Trusheim, Matthew E.; Wan, Noel H.; Chen, Kevin C.; Ciccarino, Christopher J.; Flick, Johannes; Sundararaman, Ravishankar; Malladi, Girish; Bersin, Eric; Walsh, Michael; Lienhard, Benjamin; Bakhru, Hassaram; Narang, Prineha; Englund, Dirk (2019). "Lead-related quantum emitters in diamond". Fyzický přehled B. 99 (7): 075430. arXiv:1805.12202. Bibcode:2019PhRvB..99g5430T. doi:10.1103/PhysRevB.99.075430.
  64. ^ Iwasaki, Takayuki; Miyamoto, Yoshiyuki; Taniguchi, Takashi; Siyushev, Petr; Metsch, Mathias H.; Jelezko, Fedor; Hatano, Mutsuko (2017). "Tin-Vacancy Quantum Emitters in Diamond". Dopisy o fyzické kontrole. 119 (25): 253601. arXiv:1708.03576. Bibcode:2017PhRvL.119y3601I. doi: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.; Walsh, Michael; Rose, Joshua J.; Becker, Jonas N.; Lienhard, Benjamin; Bersin, Eric; Paradeisanos, Ioannis; Wang, Gang; Lyzwa, Dominika; Montblanch, Alejandro R-P.; Malladi, Girish; Bakhru, Hassaram; Ferrari, Andrea C.; Walmsley, Ian A.; Atatüre, Mete; Englund, Dirk (2020). "Transform-Limited Photons from a Coherent Tin-Vacancy Spin in Diamond". Dopisy o fyzické kontrole. 124 (2): 023602. arXiv:1811.07777. doi:10.1103/PhysRevLett.124.023602. PMID  32004012.
  66. ^ Sakaguchi, I.; n.-Gamo, M.; Kikuchi, Y.; Yasu, E.; Haneda, H.; Suzuki, T.; Ando, T. (1999). "Sulfur: A donor dopant for n-type diamond semiconductors". Fyzický přehled B. 60 (4): R2139. Bibcode:1999PhRvB..60.2139S. doi:10.1103/PhysRevB.60.R2139.
  67. ^ Kalish, R.; Reznik, A.; Uzan-Saguy, C.; Cytermann, C. (2000). "Is sulfur a donor in diamond?". Aplikovaná fyzikální písmena. 76 (6): 757. Bibcode:2000ApPhL..76..757K. doi: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". Fyzický přehled B. 78 (23): 235203. Bibcode:2008PhRvB..78w5203B. doi: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". Diamond and Related Materials. 11 (3–6): 618. Bibcode:2002DRM....11..618N. doi:10.1016/S0925-9635(01)00623-9.
  70. ^ Hunt, D.; Twitchen, D.; Newton, M.; Baker, J .; Anthony, T.; Banholzer, W.; Vagarali, S. (2000). "Identification of the neutral carbon 〈100〉-split interstitial in diamond". Fyzický přehled B. 61 (6): 3863. Bibcode:2000PhRvB..61.3863H. doi:10.1103/PhysRevB.61.3863.
  71. ^ Smith, H .; Davies, G.; Newton, M.; Kanda, H. (2004). "Structure of the self-interstitial in diamond". Fyzický přehled B. 69 (4): 045203. Bibcode:2004PhRvB..69d5203S. doi:10.1103/PhysRevB.69.045203.
  72. ^ Twitchen, D.; Newton, M.; Baker, J .; Tucker, O.; Anthony, T.; Banholzer, W. (1996). "Electron-paramagnetic-resonance measurements on the di-〈001〉-split interstitial center (R1) in diamond". Fyzický přehled B. 54 (10): 6988–6998. Bibcode:1996PhRvB..54.6988T. doi:10.1103/PhysRevB.54.6988. PMID  9984317.
  73. ^ Hunt, D.; Twitchen, D.; Newton, M.; Baker, J .; Kirui, J.; Van Wyk, J.; Anthony, T.; Banholzer, W. (2000). "EPR data on the self-interstitial complex O3 in diamond". Fyzický přehled B. 62 (10): 6587. Bibcode:2000PhRvB..62.6587H. doi:10.1103/PhysRevB.62.6587.
  74. ^ A b Iakoubovskii, K.; Dannefaer, S.; Stesmans, A. (2005). "Evidence for vacancy-interstitial pairs in Ib-type diamond". Fyzický přehled B. 71 (23): 233201. Bibcode:2005PhRvB..71w3201I. doi:10.1103/PhysRevB.71.233201.
  75. ^ A b Kiflawi, I.; Collins, A. T.; Iakoubovskii, K.; Fisher, D. (2007). "Electron irradiation and the formation of vacancy–interstitial pairs in diamond". Journal of Physics: Condensed Matter. 19 (4): 046216. Bibcode:2007JPCM...19d6216K. doi:10.1088/0953-8984/19/4/046216.
  76. ^ Iakoubovskii, K.; Kiflawi, I.; Johnston, K.; Collins, A.; Davies, G.; Stesmans, A. (2003). "Annealing of vacancies and interstitials in diamond". Physica B: Kondenzovaná látka. 340–342: 67–75. Bibcode:2003PhyB..340...67I. doi: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. doi:10.1002/pssa.200405163.
  78. ^ A b Dannefaer, S.; Iakoubovskii, K. (2008). "Defects in electron irradiated boron-doped diamonds investigated by positron annihilation and optical absorption". Journal of Physics: Condensed Matter. 20 (23): 235225. Bibcode:2008JPCM...20w5225D. doi:10.1088/0953-8984/20/23/235225. PMID  21694316.
  79. ^ Twitchen, D.; Newton, M.; Baker, J .; Anthony, T.; Banholzer, W. (1999). "Electron-paramagnetic-resonance measurements on the divacancy defect center R4/W6 in diamond". Fyzický přehled B. 59 (20): 12900. Bibcode:1999PhRvB..5912900T. doi:10.1103/PhysRevB.59.12900.
  80. ^ A b Iakoubovskii, K.; Stesmans, A. (2002). "Dominant paramagnetic centers in 17O-implanted diamond". Fyzický přehled B. 66 (4): 045406. Bibcode:2002PhRvB..66d5406I. doi:10.1103/PhysRevB.66.045406.
  81. ^ Hounsome, L.; Jones, R .; Martineau, P.; Fisher, D .; Shaw, M.; Briddon, P.; Öberg, S. (2006). "Origin of brown coloration in diamond". Fyzický přehled B. 73 (12): 125203. Bibcode:2006PhRvB..73l5203H. doi: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, Anglie.
  83. ^ Hanley, P. L.; Kiflawi, I.; Lang, A. R. (1977). "On Topographically Identifiable Sources of Cathodoluminescence in Natural Diamonds". Filozofické transakce Královské společnosti A: Matematické, fyzikální a technické vědy. 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.; Van Tendeloo, G. (1998). "'Natural' and 'man-made' platelets in type-Ia diamonds" (PDF). Philosophical Magazine B. 78 (3): 299. Bibcode:1998PMagB..78..299K. doi:10.1080/014186398258104.
  85. ^ Kiflawi, I.; Lang, A. R. (1977). "Polarised infrared cathodoluminescence from platelet defects in natural diamonds". Příroda. 267 (5606): 36. Bibcode:1977Natur.267...36K. doi: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". Fyzický přehled B. 67 (16): 165208. Bibcode:2003PhRvB..67p5208G. doi: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. doi:10.1016/j.lithos.2017.02.010.
  88. ^ Iakoubovskii, K.; Adriaenssens, G. J. (2000). "Characterization of platelet-related infrared luminescence in diamond". Filozofické časopisové dopisy. 80 (6): 441. Bibcode:2000PMagL..80..441A. doi:10.1080/095008300403594.
  89. ^ Chen, J. H .; Bernaerts, D.; Seo, J. W.; Van Tendeloo, G.; Kagi, H. (1998). "Voidites in polycrystalline natural diamond". Filozofické časopisové dopisy. 77 (3): 135. Bibcode:1998PMagL..77..135H. doi:10.1080/095008398178561.
  90. ^ Kiflawi, I.; Bruley, J. (2000). "The nitrogen aggregation sequence and the formation of voidites in diamond". Diamond and Related Materials. 9 (1): 87. Bibcode:2000DRM.....9...87K. doi:10.1016/S0925-9635(99)00265-4.
  91. ^ Kiflawi, I.; Mainwood, A.; Kanda, H.; Fisher, D. (1996). "Nitrogen interstitials in diamond". Fyzický přehled B. 54 (23): 16719–16726. Bibcode:1996PhRvB..5416719K. doi:10.1103/PhysRevB.54.16719. PMID  9985801.
  92. ^ Iakoubovskii, Konstantin; Adriaenssens, Guy J (2001). "Trapping of vacancies by defects in diamond". Journal of Physics: Condensed Matter. 13 (26): 6015. Bibcode:2001JPCM...13.6015I. doi:10.1088/0953-8984/13/26/316.
  93. ^ Iakoubovskii, K.; Adriaenssens, G. J.; Nesladek, M. (2000). "Photochromism of vacancy-related centres in diamond". Journal of Physics: Condensed Matter. 12 (2): 189. Bibcode:2000JPCM...12..189I. doi:10.1088/0953-8984/12/2/308.
  94. ^ Mita, Y. (1996). "Change of absorption spectra in type-Ib diamond with heavy neutron irradiation". Fyzický přehled B. 53 (17): 11360–11364. Bibcode:1996PhRvB..5311360M. doi: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". Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 351 (1665): 245. Bibcode:1976RSPSA.351..245D. doi: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". Journal of Physics: Condensed Matter. 4 (13): 3439. Bibcode:1992JPCM....4.3439L. doi: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". Journal of Physics: Condensed Matter. 2 (43): 8567. Bibcode:1990JPCM....2.8567M. doi: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". Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 357 (1689): 231. Bibcode:1977RSPSA.357..231S. doi: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". Diamond and Related Materials. 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.; Öberg, S. (1996). "The Twelve-Line 1.682 eV Luminescence Center in Diamond and the Vacancy-Silicon Complex". Dopisy o fyzické kontrole. 77 (14): 3041–3044. Bibcode:1996PhRvL..77.3041G. doi:10.1103/PhysRevLett.77.3041. PMID  10062116.