OBSERVATION OF CONDUCTIVE STRUCTURES IN DETONATION NANODIAMOND POWDERS BY THE METHOD OF ELECTRON PARAMAGNETIC RESONANCE
Abstract
Highly purified detonation nanodiamond powders (DND) were investigated by the method of electron paramagnetic resonance (EPR) at room temperature. Upon registration of EPR signal with a g-factor of 2.00247 and a linewidth of 0.890 mT in the mode of automatic frequency control, a change in the shape of the EPR signal of the DND powders, caused by the formation of an anisotropic electroconductive structure, was detected. The electrical conductivity of the DND sample was manifested in the Dyson form of the EPR line (a strongly asymmetric signal with a g-factor of 2.00146 and a linewidth of 0.281 mT) on the background of a sharp shifted zero level at the moment of resonant absorption and in a decrease in the quality factor due to non-resonant microwave absorption. The observed effect can be explained by the transition of the DND powder from the dielectric state to the state with metallic conductivity caused by the ordering of the spins in the definite direction.
About the Authors
Thi Thanh Nguyen
Belarusian State University
Russian Federation
Russian Federation
V. Yu. Dolmatov
Federal State Unitary Entersprise Special Design-Technology Bureau (FSUE SDTB) Teknolog
Russian Federation
Russian Federation
N. M. Lapchuk
Belarusian State University
Russian Federation
Russian Federation
References
1. В. Ю Долматов. Успехи химии, 70, № 7 (2001) 687-703
2. В. Ю. Долматов. Детонационные наноалмазы. Получение, свойства, применение, Санкт-Петербург, Профессионал (2011)
3. A. Krueger. J. Chem. Eur., 14 (2008) 1382-1390
4. O. Shenderova, V. Grichko, S. Hens, J. Walch. Diamond Relat Mater., 16, N 12 (2007) 2003-2008
5. S. Osswald, G. Yushin, V. Mochalin, S. O. Kucheyev, Y. Gogotsi. J. Am. Chem. Soc., 128, N 35 11635-11642
6. A. Schrand, S. C. Hens, O. Shenderova. Crit. Rev. Solid Stat. Mater. Sci., 34 (2009) 18-74
7. И. И. Кулакова. ФТТ, 46, № 4 (2004) 621-628
8. A. I. Shames, A. M. Panich, W. Kempinski, A. E. Alexenskii, M. V. Baidakova, A. T. Dideikin, V. Yu. Osipov, V. I. Siklitski, E. Osawa, M. Ozawa, A. Ya. Vul. J. Phys. Chem. Solids, 63 (2002) 1993-2001
9. A. V. Fionov, A. Lund, W. Chen, N.N. Rozhkova, I. Buyanova, G. I. Emelyanova, L. E. Gorlenko, E. V. Golubina, E. S. Lokteva, E. Osawa, V. V. Lunin. Chem. Phys. Lett., 493 (2010) 319-322
10. A. S. Barnard, M. Sternberg. Nanotechnology, 18 (2007) 025702(1-11)
11. P. W. Anderson. J. Less-Common Metals, 62 (1978) 291-294
12. В. Кинцель. УФН, 152 (1987) 123-131
13. A. I. Shames, D. Mogilyansky, A. M. Panich, N. A. Sergeev, M. Olszewski, J.-P. Boudou, V. Yu. Osipov. Phys. Status Solidi A, 212, N 11 (2015) 2400-2409
14. Nanodiamonds: Advanced Material Analysis, Properties and Applications, Ed. J.-C. Arnault, Elsevier (2017)
15. Нгуен Тхи Тхань Бинь, В. Ю. Долматов, Н. М. Лапчук. Журн. БГУ. Физика, 3 (2017) 95-101
16. V. Yu. Dolmatov, A. Vehanen, V. Myllymäki, K. A. Rudometkin, A. N. Panova, K. M. Korolev, T. A. Shpadkovskaya. Russ. J. Appl. Chem., 86, N 7 (2013) 1036-1045
17. Нгуен Тхи Тхань Бинь. Материалы XXIV междунар. науч.-практ. конф. аспир., магистр. и студ. “Физика конденсированного состояния”, Гродно, 21 апреля 2016 г., ГрГУ им. Я. Купалы (2016) 75-76
18. Г. Г. Федорук, С. В. Адашкевич. Журн. прикл. спектр., 81, № 3 (2014) 333-337 [R. R. Fedaruk, S. V. Adashkevich. J. Appl. Spectr., 81 (2014) 355-359]
19. R. Fedaruk, R. Strzelczyk, K. Tadyszak, S. A. Markevich, M. A. Augustyniak-Jabłokow. JMR, 274 (2017) 73-79
20. J. M. de Voogd, J. J. T. Wagenaar, T. H. Oosterkamp. Sci. Rep., 7 (2017) 42239
21. Г. Г. Федорук. Журн. прикл. спектр., 69, № 2 (2002) 141-159 [R. R. Fedaruk. J. Appl. Spectr., 69 (2002) 161-182]
22. A. П. Сайко, Г. Г. Федорук. Письма в ЖЭТФ, 87, № 3 (2008) 154-158
23. D. P. Erchak, A. G. Ulyashin, R. B. Gelfand, N. M. Penina, A. M. Zaitsev, V. S. Varichenko, V. G. Efimov, V. F. Stelmakh. Nucl. Instrum. Method. B, 69 (1992) 271
24. Ч. Пул. Техника ЭПР-спектроскопии, Москва, Мир (1970) 448-457
25. А. С. Котосонов. ФТТ, 31, № 8 (1989) 146-152
26. T. Tsuzuku. Carbon, 17, N 2 (1979) 293-301
27. Н. М. Лапчук, Н. Е. Быковский, А. Н. Олешкевич, Т. М. Лапчук, А. В. Кобец. Сб. науч. тр. VII междунар. науч. конф. “Материалы и структуры современной электроники”, Минск, 12-13 октября 2016, изд. центр БГУ (2016) 269-272
28. А. И. Вейнгер. ФТП, 37, № 7 (2003) 874-882
Review
For citations:
Nguyen T.T., Dolmatov V.Yu., Lapchuk N.M. OBSERVATION OF CONDUCTIVE STRUCTURES IN DETONATION NANODIAMOND POWDERS BY THE METHOD OF ELECTRON PARAMAGNETIC RESONANCE. Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii. 2017;84(6):920-926. (In Russ.)
Views: 253
Email this article 