ВЛИЯНИЕ ПЛОТНОСТИ МОЩНОСТИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ПАРАМЕТРЫ ЛИНИИ КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО АЛМАЗА

Приведены результаты исследования влияния мощности возбуждающего лазерного излучения на спектры комбинационного рассеяния (КР) пластин (линейные размеры от 3´3 до 5´5 мм) монокристаллов синтетического алмаза с различным примесным составом. Установлено, что при увеличении плотности мощности лазерного излучения от 90 до 600 кВт/см² происходит разогрев образцов до нескольких десятков градусов, что приводит к сдвигу максимума линии КР алмаза на ~0.5 см^{- 1} и росту полуширины полосы КР монокристаллов до ~0.15 см^{- 1} . Температура разогрева, определенная по спектральным данным, коррелирует с оптической плотностью и геометрией образцов, а также условиями теплоотвода от их поверхности. На основании независимых измерений температуры кристалла на удалении от оси возбуждающего пучка показано, что изменение параметров основной линии КР определяется не локальным разогревом кристалла лазерным излучением, а носит объемный характер из-за высокой теплопроводности алмаза. Показано, что анализ параметров стоксовой и антистоксовой компонент спектра позволяет разделять температурный и примесный эффекты изменений характеристик основной линии КР. На примере образцов монокристаллов алмаза показано, что увеличение содержания примеси азота в решетке от 3 до 200 ppm приводит к сдвигу максимума линии КР в сторону меньших частот на ~0.08 см^{- 1} и ее уширению на ~0.23 см^{- 1} .

монокристаллы синтетического алмаза, комбинационное рассеяние, мощность лазерного излучения, температура образца, примесь, synthetic diamond single crystals, Raman scattering, power of laser radiation, sample temperature, impurities

1. A. M. Zaitsev. Optical Properties of Diamond: a Data Handbook, Berlin, Springer (2001)

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

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

4. H. Guo-Feng, J. Xiao-Peng, L. Yong, H. Mei-Hua, L. Zhan-Chang, Y. Bing-Min, M. Hong-An. Chin. Phys. B, 20, N 7 (2011) 078103

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

6. 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]

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

8. H. Herchen, M. A. Cappelli. Phys. Rev. B, 43 (1991) 11740-11744

9. 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

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

11. W. Trzeciakowski, J. Martґınez-Pastor, A. Cantarero. J. Appl. Phys., 82 (1997) 3976-3982

12. J. B. Cui, K. Amtmann, J. Ristein, L. Ley. J. Appl. Phys., 83 (1998) 7929-7933

13. R. Loudon. J. Phys., 26 (1965) 677-683

14. H. M. J. Smith. Phil. Trans. R. Soc. Lond. A, 241(1948) 105-145

15. E. S. Zouboulis, M. Grimsditch. Phys. Rev. B, 43 (1991) 12490-12493

16. E. Anastassakis, H. C. Hwang, C. H. Perry. Phys. Rev. B, 4 (1971) 2493-2497

17. M. S. Liu, L. A. Bursill, S. Prawer, R. Beserman. Phys. Rev. B, 61 (2000) 3391-3395

18. N. V. Surovtsev, I. N. Kupriyanov. J. Raman Spectrosc., 46 (2015) 171-176

19. P. G. Klemens. Phys. Rev., 148 (1966) 845-848

20. W. J. Borer, S. S. Mitra, K. V. Namjoshi. Solid State Commun., 9 (1971) 1377-1381