ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1 Общие сведения об алмазе 4
1.1 Что такое алмаз 4
1.2 NV-центры 7
Применение алмаза в электронике и фотонике 8
Глава 2 Общие сведения о лазере 9
2.1 Что такое лазер 9
2.2 Преимущества лазера на алмазе 11
Глава 3 Экспериментальная часть 12
3.1 Регистрация спектров лазерной генерации при различной температуре с
выключенной подсветкой 12
3.2 Регистрация спектров лазерной генерации при различной температуре с включенной подсветкой 12
3.3 Улучшение экспериментальной установки 13
3.3.1 Необходимость модификации экспериментальной установки 13
3.3.2 Разработка камеры криостата 13
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 15
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 16
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Чертеж основы камеры криостата 18
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Чертеж основы камеры криостата в изометрии 19
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Чертеж основы камеры криостата с разрезом 20
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Чертеж дна камеры криостата с разрезом 21
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Чертеж крепления KF-50 с разрезом 22
ПРИЛОЖЕНИЕ Е. Чертеж шайбы крепления стекол с разрезом 23
В настоящее время алмаз приобретает все больший интерес у людей для использования в создании электрических и фотонных приборов. Благодаря своим особым свойствам, алмаз является перспективным материалом для использования в качестве активной среды в лазере. Это позволит увеличить время работы такого устройства в условиях экстремальных сред. Большинство центров окраски алмаза (и NV-центр в том числе) являются центрами с сильным электрон-фононным взаимодействием, в связи с чем изменение температуры активной среды должно значительно влиять на спектр лазерной генерации этой среды, поэтому важно, знать какой именно характер зависимости между этими параметрами.
Исходя из изложенной актуальности, целью работы является получение информации об изменении спектров лазерной генерации алмазов, содержащих NV-центры.
Исходя из данной цели, были сформулированы следующие задачи:
-Изучить литературу, связанную с темой научной работы
-Провести эксперименты по определению характера зависимости спектров лазерной генерации алмазных образцов от температуры.
В ходе выполнения работы была изучена различная литература по темам: «Люминесценция NV-центров в алмазе», «Оптические квантовые генератор». Также были проведены эксперименты по регистрации спектров лазерной генерации на алмазном образце С104 при изменении температуры от 102К до 301К и был проведен предварительный анализ полученных результатов.
Были выявлены 3 неизвестных ранее явления, а именно:
-смещение положения максимума полосы генерации в коротковолновую область при охлаждении алмазного образца;
-факт, что полоса генерации алмазного образца, содержащего NV-центры, содержит два неравных по амплитуде пика;
-необычная зависимость значений максимума полосы генерации от температуры.
Полученные данные будут использованы в дальнейшей работе по изучению лазерной генерации, получаемой на NV-центрах в алмазе.
1. Низов В. А. Научный доклад об основных результатах подготовленной научно-квалификационной работы (Диссертации). Использование NV-центров в алмазе для реализации новых схем магнитометрии // Нижний Новгород. 2019. С. 1-13
2. Липатов Е.И. Сверхлюминесценция и лазерная генерация на NV центрах в
алмазе // Фотон-экспресс. 2021. №6 (174). URL:
https://cyberleninka.ru/article/n/sverhlyuminestsentsiya-i-lazernaya-generatsiya-na-nv-tsentrah- v-almaze(дата обращения: 05.06.2022). С. 1-2
3. Жимулев Е.И., Поверхностная графитизация алмаза в расплаве K2CO3 При Высоком Давлении // доклады академии наук, 2013, том 451, № 5, с. 556-559
4. Алмаз графитизация [Электронный ресурс] - URL:
https://www.chem21.info/info/553443/. (дата обращения: 23.04.2022)
5. Кононенко В. В. Лазерно-стимулированные процессы на поверхности алмаза // Москва. 2019. С. 1-234
6. Kononenko, V.V. Correlation between surface etching and NV centre generation in laser-irradiated diamond // Appl. Phys. A 124, 226 (2018)
7. Новак Д. А. Влияние примеси азота на фотоэлектрические свойства синтетических монокристаллов алмаза // Минск : БГУ. 2008. С. 1-4
8. Николаева К.Н. Дефекты кристаллической решетки алмаза // Актуальные
проблемы гуманитарных и естественных наук. 2014. №4-3. URL:
https://cyberleninka.ru/article/nZdefekty-kristallicheskoy-reshetki-almaza(дата обращения: 14.04.2022)
9. Взаимодействие алмаза с кислотами и щелочами [Электронный источник] - URL: http://ecosystema.ru/08nature/min/1_6_1_6_7.htm. (дата обращения: 14.04.2022)
10. Алмаз. Описание, свойства, происхождение и применение камня [Электронный ресурс] - URL: http://www.mining-portal.ru/topics/mineralogiya/almaz-- opisanie--svoystva--proishojdenie-i-primenenie-
kamnya/#:~:text=Алмаз%20—%20самый%20твёрдый%20минерал%2С%20кубическая,стаб ильный%20в%20этих%20условиях%20графит. (дата обращения: 30.01.2023)
11. The Nitrogen-Vacancy Center in Diamond [Электронный ресурс] - URL:
https://pme.uchicago.edu/awschalom-group/nitrogen-vacancy-center-diamond. (дата
обращения: 15.02.2023)
12. Синтез алмазов [Электронный ресурс] - URL: https://zygar.ru/mineraly/sintez- almazov.html. (дата обращения: 16.02.2023)
13. Детонационный синтез алмазов [Электронный ресурс] - URL: https://studopedia.ru/3_114038_detonatsionniy-sintez-almazov.html. (дата обращения: 12.03.2022)
14. Hanzawa, H. Measurement of decay time for the NV centre in Ib diamond with a picosecond laser pulse // Diamond and Related Materials. Volume 6. Issue 11. 1997. PP. 1595-1598