Введение
Глава 1. Литературный обзор 11
1.1. Структура, свойства и методы синтеза алмаза 11
1.1.1. Фазовая диаграмма углерода 11
1.1.2. Структура и физико-химические свойства алмаза 13
1.1.3. Методы синтеза алмаза
1.1.3.1. Синтез алмаза при высоких давлениях 16
1.1.3.2. Химическое осаждение алмаза из газовой фазы 17
1.1.3.3. Наноалмазы. Методы получения и очистки наноалмазов 19
1.2. Основные примеси и дефекты в алмазе 20
1.2.1. Классификация алмазов 20
1.2.1.1. Алмазы типа I 20
1.2.1.2. Алмазы типа II
1.2.2. Дефектные и примесно-дефектные центры в алмазе 22
1.2.3. Роль и поведение водорода в объеме алмазе. Водородсодержащие дефекты 25
1.3. Фононы в алмазах и наноалмазах 26
1.3.1. Оптические и акустические фононы в кристаллах алмаза 26
1.3.2. Эффект пространственного ограничения волновой функции фононов в наноразмерных материалах 27
1.3.3. Модель Рихтера для описания эффекта пространственного ограничения фононов в наноразмерных материалах 28
1.3.4. Эффект пространственного ограничения фононов в наноалмазах и нанокристаллических АП 30
Глава 2. Спектры КР радиационно-поврежденных алмазов 35
2.1. Методика комбинационного рассеяния 36
2.2. Спектры КР облученных нейтронами неотожженных алмазов
2.2.1. Параметры облученных нейтронами алмазов 38
2.2.2. Спектры КР и ФЛ облученных нейтронами алмазов 39
2.2.3. Сопоставление спектров КР облученных нейтронами алмазов с литературными данными 42
2.3. Влияния лазерного отжига на спектры КР облученных нейтронами алмазов 44
2.3.1. Применение лазерного отжига для модифицирования материалов 44
2.3.2. Влияние лазерного отжига на спектры КР аморфного кремния 45
2.3.3. Лазерный отжиг облученных нейтронами алмазов 2.4. Влияние термического отжига на спектры КР облученных нейтронами алмазов 49
2.5. Профиль спектров КР при высокоэнергетической имплантации тяжелыми ионами 55
2.6. Оптические свойства природных алмазов, имплантированных ионами гелия с распределенной дозой 61
2.7. О проявлении пространственного ограничения фононов в спектрах алмаза
2.7.1. Спектры КР кристаллов и аморфизированных материалов 68
2.7.2. Сопоставление спектров КР радиацонно-поврежденных алмазов с фононной плотностью состояний 70
2.7.3. О природе низкочастотной полосы в спектрах КР радиационно-поврежденного алмаза 76
2.7.4. Связь оптических и теплофизических свойств облученных нейтронами алмазов 78
2.8. Исследование радиационных дефектов в природных и CVD алмазах методом КР
спектроскопии 81
2.8.1. Полосы радиационных дефектов в спектрах КР ионно-имплантированных алмазов 81
2.8.2. О природе узких полос в спектрах КР ионно-имплантированных алмазов 86
2.8.3. Наблюдение тонкой структуры полосы «1630 см-1» в спектрах КР радиационно-поврежденных алмазов 88
2.9. О структуре спектра КР облученных нейтронами алмазов после высокотемпературных отжигов 91
Глава 3. Спектры КР и фотолюминесценции наноалмазов различного происхождения 97
3.1. Спектры КР наноалмазов детонационного синтеза 97
3.1.1. Влияние отжигов на воздухе и в вакууме на спектры КР УДА 98
3.1.2. Проявление эффекта пространственного ограничения фононов в спектрах КР УДА 100
3.1.3. О природе полосы «1630 см-1» в спектрах КР УДА 101
3.1.4. Поверхностная графитизация озонированного УДА 103
3.2. Исследование состояний NV центров в УДА алмазах различного происхождения 105
3.2.1. Основные технологии изготовления НА методами динамического синтеза 106
3.2.2. Влияние технологии изготовления НА детонационного синтеза на их спектры КР 107
3.2.3. Исследование оптически активных NV центров в НА детонационного синтеза 108
3.2.4. О возможности формирования NV центров в НА детонационного синтеза 110
3.3. Исследование природы широкополосной фотолюминесценция в HPHT наноалмазах 111 3.3.1. Исследование влияния средних размеров наноалмазов на спектры КР и ФЛ 112
3.3.2. О природе широкополосного сигнала в спектрах ФЛ наноалмазов HPHT синтеза 114
Глава 4. Спектры фотолюминесценции радиационно-поврежденных алмазов 118
4.1. Исследования профиля фотолюминесценции вдоль косого шлифа в природных алмазах, имплантированных высокоэнергетическими ионами 118
4.2. Новые полосы в спектрах ФЛ радиационно-поврежденных алмазов
4.2.1. Обнаружение и исследование полосы «580 нм» в спектрах ФЛ алмаза 121
4.2.2. К вопросу о номенкулатуре радиационно-индуцированных центров в алмазах 124
4.2.3. Спектральная и температурная зависимости центра Н19 125
4.3. Спектры ФЛ CVD алмазов, имплантированных ионами дейтерия 128
4.3.1. Изменения спектров ФЛ CVD алмаза в зависимости от дозы имплантированных ионов дейтерия 128
4.3.2. О природе полос ФЛ в диапазоне 720-790 нм в спектрах имплантированных ионами дейтерия CVD алмазов 130
Глава 5. Инфракрасная спектроскопия облученных нейтронами алмазов 133
5.1. Основные особенности в спектрах ИК поглощения облученных нейтронами алмазов 134
5.1.1. Литературные данные по ИК спектроскопии облученных нейтронами алмазов 134
5.1.2. Влияние отжига на спектры ИК поглощения облученного нейтронами CVD алмаза 135
5.1.3. О природе высокочастотной полосы в ИК спектрах радиационно-поврежденных алмазов 1 5.2. Влияние облучения нейтронами и последующего отжига на спектры однофононного поглощения алмаза 139
5.3. Влияние радиационного повреждения на спектры двухфононного поглощения алмаза 1 5.3.1. Факторы, влияющие на двухфононное поглощение в алмазах 142
5.3.2. Методика выделения полосы двухфононного поглощения в ИК спектрах радиацонно-поврежденных алмазов 143
5.3.3. Влияние отжига на двухфононное поглощения в нейтронно-облученных алмазах 145
5.4. Проявление точечных дефектов в ИК спектрах облученных нейтронами алмазов 148
5.4.1. Влияние отжигов при 200-550 C на локальные колебания в ИК спектрах CVD алмазов, облученных нейтронами с флюенсами до 31018 см-2 148
5.4.2. Трансформации при отжигах полос локальных колебаний в ИК спектрах CVD алмаза, облученного нейтронами с флюенсом 21019 см-2 150
5.5. Влияние нейтронного облучение на состояние водорода в CVD алмазных пленках 155 5.5.1. Влияние высокотемпературных отжигов на форму и амплитуду полос валентных колебаний СНх-групп облученного нейтронами алмаза 155
5.5.2. О природе повышения термостабильности облученных нейтронами CVD алмазов 159
Заключение 162
Список литературы
