Фазовые переходы, магнетизм и размерные эффекты в радиационно-модифицированных алмазах : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель А. Н. Деревяго

Abstract

Объекты исследования — CVD и природные алмазы, облученные в реакторе быстрыми нейтронами, и алмазы, имплантированные ионами никеля или ксенона. Цель работы: исследование методами спектроскопии комбинационного рассеяния света (КРС) и электронного спинового резонанса (ЭСР) пространственного ограничения фононов и магнитных свойств радиационно-поврежденных алмазов. Методы исследования: комбинационное рассеяния света (КРС) и электронный спиновый резонанс (ЭСР). Измерения спектров КРС выполнялись совместно с российской стороной на спектрометрах Horiba Jobin Yvon LabRAM HR, Nanofinder HE и Bruker Senterra с возбуждением на 473, 488 и 532 нм. Спектры ЭСР регистрировались на спектрометре “RadioPAN SE/X-2543” с резонатором H102 в X-диапазоне (9.3 ГГц). В результате разработана аналитическая модель расчета энергии ионизации акцепторов (атомов бора) в решетке алмаза при учете ограничения радиуса области локализации дырки на акцепторах. Показано, что вблизи перехода Мотта на изоляторной стороне энергия ионизации примеси существенно понижается, однако ее величина по-прежнему остается намного больше тепловой энергии при комнатной температуре. Исследованы спектры комбинационного рассеяния света алмазов, облученных как реакторными нейтронами, так и имплантированных высокоэнергетичными ионами. Показано наличие критического уровня радиации, при котором наблюдаются пики, характеризующие разупорядоченность структуры исследуемых материалов. Исследованы спектры электронного спинового резонанса алмазов, облученных нейтронами и отожженных при высоких температурах. Наблюдаются уширение сигнала ЭСР при увеличении флюенса радиации, а также парамагнитный гистерезис при прямом и обратном сканировании.