РЕФЕРАТ 3
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1 НЕОБХОДИМЫЕ ЗНАНИЯ ОБ АЛМАЗАХ 5
1.1 Общие знания о всех твёрдых телах 5
1.2 Структура и физико - химические свойства алмаза 7
1.3 Оптические свойства алмаза 9
1.4 Люминесценция собственных и примесных дефектов алмаза 11
1.4.1 Собственные точечные дефекты 12
1.4.2 Примесные точечные дефекты 13
1.4.3 Центры, встречающихся в спектрах оптического поглощения
и фотолюминесценции алмазов 13
ГЛАВА 2 МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ И ОПИСАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ 16
2.1 Исследуемый образец 16
2.2 Описание установки 17
ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ И ИХ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ 19
Эксперимент 19
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ .. 27
Как известно алмаз в жизни человека играл и играет большую роль, как с социальной точки зрения, так и научного использования в науке, технике и общей жизни человечества. Являясь драгоценным камнем, сверхтвердым металлом (кристаллом), а также полупроводником в электронике он стойкий к мощным высокотемпературным и радиационным воздействиям [1].
Имея способность к высокой теплопроводности его используют и в изготовлении теплоотводов. Исследования доказали, что теплопроводность алмаза при комнатной температуре в несколько раз превышает теплопроводность меди.
К тому же алмаз, являясь стойким к высокой температуре, радиационному воздействию и химически агрессивным средам используется в изготовлении приборов микроэлектроники [2].
Сочетание уникальных физических свойств (оптических, электрических, тепловых, механических) с высокой радиационной и химической стойкостью открывает широкие возможности для использования алмаза в приборостроении (оптические окна, теплоотводы, ультрафиолетовые сенсоры и термосенсоры, детекторы ионизирующих излучений, активные среды для лазеров, оптоэлектронные приборы и др.).
Для получения оптически активных центров синтетический алмаз подвергают радиационной и термической обработке, при этом происходит облучение кристалла ускоренными электронами или нейтронами. После этого кристалл нагревают от 500 до 2000 градусов Цельсия в вакууме или инертном газе, при температуре свыше 1000 градусов повышают давление во избежание превращения алмаза в графит [3].
Отличия свойств алмаза от других полупроводников: большая ширина запрещенной зоны, высокая подвижность носителей заряда и их малое время жизни, повышенная температура и радиационная стойкость, очень большое темновое сопротивление и высокая электрическая прочность, высокая теплопроводность, а также низкий уровень собственных шумов и высокое быстродействие. Всё это делает алмаз перспективным для применения, как в гражданской, так и в военной технике [4].
В ходе выполнения работы по исследованию фотоактивных дефектов в спектрах поглощения и люминесценции алмаза были проведены следующие исследования:
- в спектрах поглощения наблюдаются дефекты (NV-, NV?, NV0) с БФЛ при 638, 595, 575.5 нм и фононное крыло в коротковолновую сторону.
- построили спектры поглощения от энергии фотона и зависимость интенсивности БФЛ от температуры С31 образца. Аппроксимировали спектры максимумов интенсивности образца С31 на 1.945, 2.086, 2.156 эВ в диапазоне температур 20 - 400 К.
- спектры люминесценции образца С31 приведены на рис.8. Также построили зависимость интенсивности люминесценции БФЛ от температуры. Для неё применили Закон Мотта (7). Константы тушения и энергия активации тушения для БФЛ примерно одинаковы как для люминесценции, так и для поглощения. Аппроксимировали спектр максимумов интенсивности люминесценции образца С31 на 2.156 эВ, в диапазоне температур 20 - 470 К.
