zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-541Research ArticleСтатьиСПЕКТРЫ ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ ЦЕНТРА 580 нм В РАДИАЦИОННО-МОДИФИЦИРОВАННЫХ АЛМАЗАХPHOTOLUMINESCENCE SPECTRA OF THE 580 nm CENTER IN IRRADIATION-MODIFIED DIAMONDSХомичА. А.KhomichA. A.

141190, Фрязино, пл. Введенского, 1

Fryazino, 141190, Moscow region

antares-610@yandex.ruХмельницкийР. А.KhmelnitskiiR. A.

117924, Москва

Moscow, 117924

ПоклонскаяО. Н.PoklonskayaO. N.

220030, Минск

Minsk, 220030

poklonski@bsu.byАверинА. А.AverinA. A.

119071, Москва

Moscow, 119071

Бокова-СирошС. Н.Bokova-SiroshS. N.

117942, Москва

Moscow, 119991

ПоклонскийН. А.PoklonskiN. A.

220030, Минск

Minsk, 220030

poklonski@bsu.byРальченкоВ. Г.RalchenkoV. G.

117942, Москва, Россия; 150001, Харбин, Китай

Moscow, 119991; Harbin, 150001, China

ХомичА. В.KhomichA. V.

141190, Фрязино, пл. Введенского, 1

Fryazino, 141190, Moscow region

Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова Российской АНV. A. Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics, Russian Academy of SciencesФизический институт им. П. Н. Лебедева Российской АНP. N. Lebedev Physical Institute, Russian Academy of SciencesБелорусский государственный университетBelarusian State UniversityИнститут физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина Российской АНA. N. Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of SciencesИнститут общей физики им. А. М. Прохорова Российской АНA. M. Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of SciencesИнститут общей физики им. А. М. Прохорова Российской АН; Харбинский институт технологии, КитайA. M. Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences; Harbin Institute of Technology, China201919032020864539548Copyright © Хомич А.А., Хмельницкий Р.А., Поклонская О.Н., Аверин А.А., Бокова-Сирош С.Н., Поклонский Н.А., Ральченко В.Г., Хомич А.В., 20202020Хомич А.А., Хмельницкий Р.А., Поклонская О.Н., Аверин А.А., Бокова-Сирош С.Н., Поклонский Н.А., Ральченко В.Г., Хомич А.В.Khomich A.A., Khmelnitskii R.A., Poklonskaya O.N., Averin A.A., Bokova-Sirosh S.N., Poklonski N.A., Ralchenko V.G., Khomich A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/541

We study the mechanisms of formation of the optical center with a zero-phonon line (ZPL) at 580 nm (H19 center) displayed in the photoluminescence (PL) spectra of neutron-irradiated or ion-implanted natural and chemical vapor-deposited diamonds after their high-temperature vacuum annealing. It is shown that the amplitude of the H19 center band at 580 nm increases exponentially with increasing the annealing temperature. From studying the PL spectra temperature dependence and the effects of local mechanical stresses on the position and full width at half maximum of the ZPL peak at 580 nm and its phonon wing one can conclude that the H19 optical center is a complex intrinsic vacancy defect.

алмазфотолюминесценциябесфононная линияоблучение нейтронамиионная имплантациядефектdiamondphotoluminescencezero-phonon lineneutron irradiationion implantationdefectРабота выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект 18-72-00076).ReferencesA. Sipahigil, R. E. Evans, D. D. Sukachev, M. J. Burek, J. Borregaard, M. K. Bhaskar, C. T. Nguyen, J. L. Pacheco, H. A. Atikian, C. Meuwly, R. M. Camacho, F. Jelezko, E. Bielejec, H. Park, M. Lončar, M. D. Lukin. Science, 354, N 6314 (2016) 847—850A. Sipahigil, R. E. Evans, D. D. Sukachev, M. J. Burek, J. Borregaard, M. K. Bhaskar, C. T. Nguyen, J. L. Pacheco, H. A. Atikian, C. Meuwly, R. M. Camacho, F. Jelezko, E. Bielejec, H. Park, M. Lončar, M. D. Lukin. Science, 354, N 6314 (2016) 847—850S. Johnson, P. R. Dolan, J. M. Smith. Prog. Quant. Electron., 55 (2017) 129—165S. Johnson, P. R. Dolan, J. M. Smith. Prog. Quant. Electron., 55 (2017) 129—165E. Ekimov, M. V. Kondrin, V. S. Krivobok, A. A. Khomich, I. I. Vlasov, R. A. Khmelnitskiy, T. Iwasaki, M. Hatano. Diam. Relat. Mater., 93 (2019) 75—83E. Ekimov, M. V. Kondrin, V. S. Krivobok, A. A. Khomich, I. I. Vlasov, R. A. Khmelnitskiy, T. Iwasaki, M. Hatano. Diam. Relat. Mater., 93 (2019) 75—83T. Lühmann, N. Raatz, R. John, M. Lesik, J. Rödiger, M. Portail, D. Wildanger, F. Kleißler, K. Nordlund, A. Zaitsev, J.-F. Roch, A. Tallaire, J. Meijer, S. Pezzagna. J. Phys. D, 51, N 48 (2018) 483002T. Lühmann, N. Raatz, R. John, M. Lesik, J. Rödiger, M. Portail, D. Wildanger, F. Kleißler, K. Nordlund, A. Zaitsev, J.-F. Roch, A. Tallaire, J. Meijer, S. Pezzagna. J. Phys. D, 51, N 48 (2018) 483002B. Dischler. Handbook of Spectral Lines in Diamond. Vol. 1. Tables and Interpretations, New York, Springer (2012) 14—64B. Dischler. Handbook of Spectral Lines in Diamond. Vol. 1. Tables and Interpretations, New York, Springer (2012) 14—64А. В. Хомич, Р. А. Хмельницкий, Н. А. Поклонский, Н. М. Лапчук, А. А. Хомич, В. А. Дравин, О. Н. Поклонская, Е. Е. Ашкинази, И. И. Власов, Е. В. Заведеев, В. Г. Ральченко. Журн. прикл. спектр., 79, № 4 (2012) 615—624 [A. V. Khomich, R. A. Khmelnitsky, N. A. Poklonski, N. M. Lapchuk, A. A. Khomich, V. A. Dravin, O. N. Poklonskaya, E. E. Ashkinazi, I. I. Vlasov, E. V. Zavedeev, V. G. Ralchenko. J. Appl. Spectr., 79, N 4 (2012) 600—609]А. В. Хомич, Р. А. Хмельницкий, Н. А. Поклонский, Н. М. Лапчук, А. А. Хомич, В. А. Дравин, О. Н. Поклонская, Е. Е. Ашкинази, И. И. Власов, Е. В. Заведеев, В. Г. Ральченко. Журн. прикл. спектр., 79, № 4 (2012) 615—624 [A. V. Khomich, R. A. Khmelnitsky, N. A. Poklonski, N. M. Lapchuk, A. A. Khomich, V. A. Dravin, O. N. Poklonskaya, E. E. Ashkinazi, I. I. Vlasov, E. V. Zavedeev, V. G. Ralchenko. J. Appl. Spectr., 79, N 4 (2012) 600—609]А. А. Хомич, В. Г. Ральченко, А. В. Хомич, И. И. Власов, Р. А. Хмельницкий, А. Е. Карькин. Изв. вузов. Хим. химич. технол., 56, № 5 (2013) 27—31А. А. Хомич, В. Г. Ральченко, А. В. Хомич, И. И. Власов, Р. А. Хмельницкий, А. Е. Карькин. Изв. вузов. Хим. химич. технол., 56, № 5 (2013) 27—31А. В. Хомич, А. Е. Карькин, В. Г. Ральченко, И. И. Власов, А. А. Хомич, Н. М. Лапчук, О. Н. Поклонская, Р. А. Хмельницкий, А. А. Аверин, А. А. Ширяев. Матер. 9-й междунар. конф. “Взаимодействие излучений с твердым телом”, Минск, 20–22 сентября 2011 г., Минск, изд. центр БГУ (2011) 180—182А. В. Хомич, А. Е. Карькин, В. Г. Ральченко, И. И. Власов, А. А. Хомич, Н. М. Лапчук, О. Н. Поклонская, Р. А. Хмельницкий, А. А. Аверин, А. А. Ширяев. Матер. 9-й междунар. конф. “Взаимодействие излучений с твердым телом”, Минск, 20–22 сентября 2011 г., Минск, изд. центр БГУ (2011) 180—182C. D. Clark, R. W. Ditchburn, H. B. Dyer. Proc. R. Soc. Lond. A, 234 (1956) 363—381C. D. Clark, R. W. Ditchburn, H. B. Dyer. Proc. R. Soc. Lond. A, 234 (1956) 363—381A. M. Zaitsev. Optical Properties of Diamond. A Data Handbook, Berlin, Springer (2001) 262A. M. Zaitsev. Optical Properties of Diamond. A Data Handbook, Berlin, Springer (2001) 262А. А. Хомич, А. А. Аверин, О. Н. Поклонская, А. И. Ковалев, М. В. Козлова, Р. А. Хмельницкий, В. Г. Ральченко, Н. А. Поклонский, А. В. Хомич. Матер. 12-й междунар. конф. “Взаимодействие излучений с твердым телом”, Минск, 19–22 сентября 2017 г., Изд. центр БГУ (2017) 75—77А. А. Хомич, А. А. Аверин, О. Н. Поклонская, А. И. Ковалев, М. В. Козлова, Р. А. Хмельницкий, В. Г. Ральченко, Н. А. Поклонский, А. В. Хомич. Матер. 12-й междунар. конф. “Взаимодействие излучений с твердым телом”, Минск, 19–22 сентября 2017 г., Изд. центр БГУ (2017) 75—77J. Forneris, P. Traina, D. G. Monticone, G. Amato, L. Boarino, G. Brida, I. P. Degiovanni, E. Enrico, E. Moreva, V. Grilj, N. Skukan, M. Jakšić, M. Genovese, P. Olivero. Sci. Rep., 5 (2015) 15901J. Forneris, P. Traina, D. G. Monticone, G. Amato, L. Boarino, G. Brida, I. P. Degiovanni, E. Enrico, E. Moreva, V. Grilj, N. Skukan, M. Jakšić, M. Genovese, P. Olivero. Sci. Rep., 5 (2015) 15901J. Forneris, S. D. Tchernij, A. Tengattini, E. Enrico, V. Grilj, N. Skukan, G. Amato, L. Boarino, M. Jakšić, P. Olivero. Carbon, 113 (2017) 76—86J. Forneris, S. D. Tchernij, A. Tengattini, E. Enrico, V. Grilj, N. Skukan, G. Amato, L. Boarino, M. Jakšić, P. Olivero. Carbon, 113 (2017) 76—86K. Wang, J. Steeds, Z. Li. Diam. Relat. Mater., 25 (2012) 29—33K. Wang, J. Steeds, Z. Li. Diam. Relat. Mater., 25 (2012) 29—33J. W. Steeds. Nucl. Instrum. Meth. B, 269 (2011) 1702—1706J. W. Steeds. Nucl. Instrum. Meth. B, 269 (2011) 1702—1706S. V. Nistor, M. Stefan, V. Ralchenko, A. Khomich, D. Schoemaker. J. Appl. Phys., 87 (2000) 8741—8746S. V. Nistor, M. Stefan, V. Ralchenko, A. Khomich, D. Schoemaker. J. Appl. Phys., 87 (2000) 8741—8746А. В. Хомич, Р. А. Хмельницкий, X. J. Hu, А. А. Хомич, А. Ф. Попович, И. И. Власов, В. А. Дравин, Y. G. Chen, А. Е. Карькин, В. Г. Ральченко. Журн. прикл. спектр., 80, № 5 (2013) 719—726 [A. V. Khomich, R. A. Khmelnitskii, X. J. Hu, A. A. Khomich, A. F. Popovich, I. I. Vlasov, V. A. Dravin, Y. G. Chen, A. E. Karkin, V. G. Ralchenko. J. Appl. Spectr., 80 (2013) 707—714]А. В. Хомич, Р. А. Хмельницкий, X. J. Hu, А. А. Хомич, А. Ф. Попович, И. И. Власов, В. А. Дравин, Y. G. Chen, А. Е. Карькин, В. Г. Ральченко. Журн. прикл. спектр., 80, № 5 (2013) 719—726 [A. V. Khomich, R. A. Khmelnitskii, X. J. Hu, A. A. Khomich, A. F. Popovich, I. I. Vlasov, V. A. Dravin, Y. G. Chen, A. E. Karkin, V. G. Ralchenko. J. Appl. Spectr., 80 (2013) 707—714]A. Bolshakov, V. Ralchenko, V. Sedov, A. Khomich, I. Vlasov, A. Khomich, N. Trofimov, V. Krivobok, S. Nikolaev, R. Khmelnitskii, V. Saraykin. Phys. Status Solidi A, 212 (2015) 2525—2532A. Bolshakov, V. Ralchenko, V. Sedov, A. Khomich, I. Vlasov, A. Khomich, N. Trofimov, V. Krivobok, S. Nikolaev, R. Khmelnitskii, V. Saraykin. Phys. Status Solidi A, 212 (2015) 2525—2532А. V. Khomich, V. G. Ralchenko, A. V. Vlasov, R. A. Khmelnitskiy, I. I. Vlasov, V. I. Konov. Diam. Rel. Mater., 10 (2001) 546—551А. V. Khomich, V. G. Ralchenko, A. V. Vlasov, R. A. Khmelnitskiy, I. I. Vlasov, V. I. Konov. Diam. Rel. Mater., 10 (2001) 546—551А. А. Гиппиус, A. M. Зайцев, B. C. Вавилов. ФТП, 16 (1982) 404—411 [A. A. Gippius, A. M. Zaitsev, V. S. Vavilov. Sov. Phys. Semicond., 16 (1982) 256—261]А. А. Гиппиус, A. M. Зайцев, B. C. Вавилов. ФТП, 16 (1982) 404—411 [A. A. Gippius, A. M. Zaitsev, V. S. Vavilov. Sov. Phys. Semicond., 16 (1982) 256—261]А. А. Gippius, R. A. Khmelnitskiy, V. A. Dravin, A. V. Khomich. Diam. Relat. Mater., 12 (2003) 538—541А. А. Gippius, R. A. Khmelnitskiy, V. A. Dravin, A. V. Khomich. Diam. Relat. Mater., 12 (2003) 538—541K. Iakoubovskii, G. J. Adriaenssens, M. Nesladek. J. Phys.: Condens. Matter, 12 (2000) 189—199K. Iakoubovskii, G. J. Adriaenssens, M. Nesladek. J. Phys.: Condens. Matter, 12 (2000) 189—199R. U. A. Khan, P. M. Martineau, B. L. Cann, M. E. Newton, D. J. Twitchen. J. Phys.: Condens. Matter, 21 (2009) 364214R. U. A. Khan, P. M. Martineau, B. L. Cann, M. E. Newton, D. J. Twitchen. J. Phys.: Condens. Matter, 21 (2009) 364214S. Onoda, K. Tatsumi, M. Haruyama, T. Teraji, J. Isoya, W. Kada, T. Ohshima, O. Hanaizumi. Phys. Status Solidi A, 214 (2017) 1700160S. Onoda, K. Tatsumi, M. Haruyama, T. Teraji, J. Isoya, W. Kada, T. Ohshima, O. Hanaizumi. Phys. Status Solidi A, 214 (2017) 1700160G. Davies, A. T. Collins. Diam. Relat. Mater., 2 (1993) 80—86G. Davies, A. T. Collins. Diam. Relat. Mater., 2 (1993) 80—86E. Anastassakis. J. Appl. Phys., 86 (1999) 249—258E. Anastassakis. J. Appl. Phys., 86 (1999) 249—258I. I. Vlasov, V. G. Ralchenko, E. D. Obraztsova, A. A. Smolin, V. I. Konov. Appl. Phys. Lett., 71 (1997) 1789—1791I. I. Vlasov, V. G. Ralchenko, E. D. Obraztsova, A. A. Smolin, V. I. Konov. Appl. Phys. Lett., 71 (1997) 1789—1791L. Nistor, V. Ralchenko, I. Vlasov, A. Khomich, R. Khmelnitskiy, P. Potapov, J. Van Landuyt. Phys. Status Solidi A, 186 (2001) 207—214L. Nistor, V. Ralchenko, I. Vlasov, A. Khomich, R. Khmelnitskiy, P. Potapov, J. Van Landuyt. Phys. Status Solidi A, 186 (2001) 207—214V. Ralchenko, L. Nistor, E. Pleuler, A. Khomich, I. Vlasov, R. Khmelnitskii. Diam. Relat. Mater., 12 (2003) 1964—1970V. Ralchenko, L. Nistor, E. Pleuler, A. Khomich, I. Vlasov, R. Khmelnitskii. Diam. Relat. Mater., 12 (2003) 1964—1970A. A. Khomich, A. N. Dzeraviaha, O. N. Poklonskaya, A. V. Khomich, R. A. Khmelnitsky, N. A. Poklonski, V. G. Ralchenko. J. Phys.: Conf. Ser., 1135 (2018) 012019A. A. Khomich, A. N. Dzeraviaha, O. N. Poklonskaya, A. V. Khomich, R. A. Khmelnitsky, N. A. Poklonski, V. G. Ralchenko. J. Phys.: Conf. Ser., 1135 (2018) 012019K. K. Rebane. Impurity Spectra of Solids: Elementary Theory of Vibrational Structure, New York - London, Plenum Press (1970) 45K. K. Rebane. Impurity Spectra of Solids: Elementary Theory of Vibrational Structure, New York - London, Plenum Press (1970) 45V. Hizhnyakov, H. Kaasik, I. Sildos. Phys. Status Solidi B, 234 (2002) 644—653V. Hizhnyakov, H. Kaasik, I. Sildos. Phys. Status Solidi B, 234 (2002) 644—653M. W. Doherty, V. M. Acosta, A. Jarmola, M. S. J. Barson, N. B. Manson, D. Budker, L. C. L. Hollenberg. Phys. Rev. B, 90 (2014) 041201(R)M. W. Doherty, V. M. Acosta, A. Jarmola, M. S. J. Barson, N. B. Manson, D. Budker, L. C. L. Hollenberg. Phys. Rev. B, 90 (2014) 041201(R)G. Davies. In: CVD Diamond for Electronic Devices and Sensors, Ed. R. S. Sussmann, Chichester, Wiley (2009) 3—28G. Davies. In: CVD Diamond for Electronic Devices and Sensors, Ed. R. S. Sussmann, Chichester, Wiley (2009) 3—28A. M. Zaitsev. Phys. Rev. B, 61 (2000) 12909—12922A. M. Zaitsev. Phys. Rev. B, 61 (2000) 12909—12922W. Windl, P. Pavone, K. Karch, O. Schütt, D. Strauch, P. Giannozzi, S. Baroni. Phys. Rev. B, 48 (1993) 3164—3170W. Windl, P. Pavone, K. Karch, O. Schütt, D. Strauch, P. Giannozzi, S. Baroni. Phys. Rev. B, 48 (1993) 3164—3170P. Németh, L. A. J. Garvie, T. Aoki, N. Dubrovinskaia, L. Dubrovinsky, P. R. Buseck. Nat. Commun., 5 (2014) 5447P. Németh, L. A. J. Garvie, T. Aoki, N. Dubrovinskaia, L. Dubrovinsky, P. R. Buseck. Nat. Commun., 5 (2014) 5447S. M. Pimenov, A. A. Khomich, I. I. Vlasov, E. V. Zavedeev, A. V. Khomich, B. Neuenschwander, B. Jäggi, V. Romano. Appl. Phys. A, 116 (2014) 545—554S. M. Pimenov, A. A. Khomich, I. I. Vlasov, E. V. Zavedeev, A. V. Khomich, B. Neuenschwander, B. Jäggi, V. Romano. Appl. Phys. A, 116 (2014) 545—554О. Н. Поклонская, С. А. Вырко, А. А. Хомич, А. А. Аверин, А. В. Хомич, Р. А. Хмельницкий, Н. А. Поклонский. Журн. прикл. спектр., 81, № 6 (2014) 879—887 [O. N. Poklonskaya, S. A. Vyrko, A. A. Khomich, A. A. Averin, A. V. Khomich, R. A. Khmelnitsky, N. A. Poklonski. J. Appl. Spectr., 81, N 6 (2015) 969—977]О. Н. Поклонская, С. А. Вырко, А. А. Хомич, А. А. Аверин, А. В. Хомич, Р. А. Хмельницкий, Н. А. Поклонский. Журн. прикл. спектр., 81, № 6 (2014) 879—887 [O. N. Poklonskaya, S. A. Vyrko, A. A. Khomich, A. A. Averin, A. V. Khomich, R. A. Khmelnitsky, N. A. Poklonski. J. Appl. Spectr., 81, N 6 (2015) 969—977]R. Sandstrom, L. Ke, A. Martin, Z. Wang, M. Kianinia, B. Green, W. Gao, I. Aharonovich. Opt. Commun., 411 (2018) 182—186R. Sandstrom, L. Ke, A. Martin, Z. Wang, M. Kianinia, B. Green, W. Gao, I. Aharonovich. Opt. Commun., 411 (2018) 182—186V. D. Tkachev, A. M. Zaitsev, V. V. Tkachev. Phys. Status Solidi B, 129 (1985) 129—133V. D. Tkachev, A. M. Zaitsev, V. V. Tkachev. Phys. Status Solidi B, 129 (1985) 129—133M. Wang, G. Shi, J. C. C. Yuan, W. Han, Q. Bai. J. Spectrosc., 2018 (2018) 8153941M. Wang, G. Shi, J. C. C. Yuan, W. Han, Q. Bai. J. Spectrosc., 2018 (2018) 8153941Diamond (C), EPR spectra W1 – W44. In: Impurities and Defects in Group IV Elements, IV-IV and III-V Compounds. Part a: Group IV Elements, Eds. O. Madelung, U. Rössler, M. Schulz, Berlin, Springer (2002) 1—22Diamond (C), EPR spectra W1 – W44. In: Impurities and Defects in Group IV Elements, IV-IV and III-V Compounds. Part a: Group IV Elements, Eds. O. Madelung, U. Rössler, M. Schulz, Berlin, Springer (2002) 1—22

The authors declare that there are no conflicts of interest present.