ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСИ АЗОТА НА ПАРАМЕТРЫ ОСНОВНОЙ ПОЛОСЫ КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ АЛМАЗА

Приведены результаты исследования влияния азотных дефектов в монокристаллах природного и синтетического алмаза на положение и полуширину основной полосы комбинационного рассея- ния (КР). В исследованном наборе образцов присутствовали основные типы азотных дефектов в решетке алмаза при содержании примеси 1-1500 ppm. На основании анализа параметров стоксовой и антистоксовой компонент спектра КР кристаллов, которые помещались в кювету с дистиллированной водой для минимизации влияния разогрева возбуждающим лазерным излучением, выделено проявление эффекта присутствия примеси азота в кристаллической решетке алмаза. Показано, что увеличение содержания примеси азота в кристаллах в исследуемом диапазоне концентраций приводит к уширению полосы КР от 1.61 до 2.85 см^{- 1} и смещению ее максимума в низкочастотную область от 1332.65 до 1332.3 см^{- 1} . Величина наблюдаемого эффекта прямо пропорциональна концентрации примесных атомов и зависит от формы вхождения примеси азота в решетку алмаза. Установлено, что изменение положения и полуширины основной полосы КР алмаза согласуется с величиной искажений параметра кристаллической решетки из-за наличия примесных дефектов и подчиняется закону Грюнайзена.

монокристалл алмаза, комбинационное рассеяние света, температура образца, примесь, diamond monocrystal, Raman scattering, sample temperature, impurity

1. L. Pan, D. Kania. Diamond: Electronic Properties and Applications, Boston, Kluwer Acad. Publ. (1995)

2. R. S. Sussmann. CVD Diamond for Electronic Devices and Sensors, New York, Wiley Series Materials for Electronic & Optoelectronic Applications (2009)

3. Qi Liang, Chih-Shiue Yan, Yufei Meng, J. Lai, S. Krasnicki, Ho-Kwang Mao, R. J. Hemley. Diamond and Relat. Mater., 18 (2009) 698-703

4. Qi Liang, Chih-Shiue Yan, J. Lai, Yu-Fei Meng, S. Krasnicki, Haiyun Shu, Ho-Kwang Mao, R. J. Hemley. Cryst. Growth Des., 14 (2014) 3234-3238

5. A. M. Zaitsev. Optical Properties оf Diamond: а Data Handbook, Berlin, Springer (2001)

6. S. Prawer, R. J. Nemanich. Phil. Trans. R. Soc. Lond. A, 362 (2004) 2537-2565

7. G. Faggio, G. Messina, S. Santangelo, G. Prestopino, I. Ciancaglioni, M. Marinelli. J. Quant. Spectr. Radiat. Transfer, 113 (2012) 2476-2481

8. K. Ushizawa, M. Nishitani-Gamo, K. Watanabe, I. Sakaguchi, Y. Sato, T. Ando. J. Raman Spectrosc., 30 (1999) 957-961

9. P. Gonon, E. Gheeraert, A. Deneuville, F. Fontaine, L. Abello, G. Lucazeau. J. Appl. Phys., 78, (1995) 7059-7062

10. M. Bernard, A. Deneuville, P. Muret. Diamond and Relat. Mater., 13 (2004) 282-286

11. S. A. Solin, A.K. Ramdas. Phys. Rev. B, 1 (1970) 1687-1698

12. Г. А. Гусаков, М. П. Самцов, Е. С. Воропай, В. С. Соловьев, А. Н. Деменщенок. Журн. прикл. спектр., 68, № 5 (2001) 612-616 [G. A. Gusakov, M. P. Samtsov, E. S. Voropai, V. S. Solov’ev, A. N. Demenshchenok. J. Appl. Spectr., 68 (2001) 799-805]

13. H. Hanzawa, N. Umemura, Y. Nisida, H. Kanda, M. Okada, M. Kobayashi. Phys. Rev. B, 54 (1996) 3793-3799

14. N. V. Surovtsev, I. N. Kupriyanov, V. K. Malinovsky, V. A. Gusev, Yu. N. Pal’yanov. J. Phys.: Condens. Matter, 11 (1999) 4767-4774

15. T. A. Nachal’naya, V. D. Andreyev, E. V. Gabrusenok. Diamond and Relat. Mater., 3 (1994) 1325-1328

16. Huang Guo-Feng, Jia Xiao-Peng, Li Yong, Hu Mei-Hua, Li Zhan-Chang, Yan Bing-Min, Ma Hong-An. Chin. Phys. B, 20 (2011) 078103

17. Г. А. Гусаков, М. П. Самцов, Е. С. Воропай. Журн. прикл. спектр., 84, № 4 (2017) 545-553 [G. А. Gusakov, М. P. Samtsov, Е. S. Voropay. J. Appl. Spectr., 84 (2017) 573-580]

18. Ю. Н. Пальянов, И. Ю. Малиновский, Ю. М. Борздов, А. Ф. Хохряков, А. И. Чепуров, A. A. Годовиков, Н. В. Соболев. Докл. АН СССР, 315, № 5 (1990) 1221-1224

19. Y. N. Palyanov, Y. M. Borzdov, A. F. Khokhryakov, I. N. Kupriyanov, A. G. Sokol. Cryst. Growth Des., 10 (2010) 3169-3175

20. Т. Д. Оситинская, В. А. Цендровский, А. С. Вишневский. ИФЖ, 32, № 4 (1977) 620-640

21. С. Паркер. Фотолюминесценция растворов, Москва, Мир (1972)

22. M. J. Lipp, V. G. Baonza, W. J. Evans, H. E. Lorenzana. Phys. Rev. B, 56 (1997) 5978-5984.

23. W. Kaiser, W. L. Bond. Phys. Rev., 115 (1959) 857-863

24. A. R. Lang, M. Moore, A. P. W. Makepeace, W. Wierzchowski, C. M. Welbourn. Phil. Trans. R. Soc. Lond. A, 337 (1991) 497-520

25. T. Sato, K. Ohashi, T. Sudoh, K. Haruna, H. Maeta. Phys. Rev. B, 65 (2002) 092102(R)

26. A. R. Lang, G. Pang. Phil. Trans. R. Soc. Lond. A, 356 (1998) 1397-1419

27. S. S. Mitra, O. Brafman, W. B. Daniels, R. K. Crawford. Phys. Rev., 186 (1969) 942-944

28. И. В. Александров, А. Ф. Гончаров, С. М. Стишов. Письма в ЖЭТФ, 44 (1986) 474-476

29. И. В. Александров, А. Ф. Гончаров, А. Н. Зисман, С. М. Стишов. ЖЭТФ, 93 (1987) 680-691