Стимулированная отжигом эволюция упругих напряжений в алмазах, облученных ионами Xе флюенсом выше порога аморфизации : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель Н. М. Казючиц

Abstract

Объектами исследования являются синтетические алмазы. Цели работы – создание методов регистрации и экспериментальное исследование распределения упругих напряжений в облученных ионами Хе флюенсами выше порога аморфизации и отожженных алмазах. Основными методами исследований являлись: спектроскопия комбинационного рассеивания света (КРС) и фотолюминесценция (ФЛ). В ходе выполнения работы подготовлены и исследованы исходные пластины синтетического алмаза. Проведено облучение алмазных пластин ионами Xe с энергией 167 МэВ в диапазоне флюенсов 1.0•1014 – 8.15•1014 см-2. После облучения проведен отжиг алмазных пластин в вакууме при температуре 1450 °С в течение 1 часа, приготовлены полированные поперечные сечения. Исследованы облученные ионами области алмазных пластин и области за пробегом ионов. В результате установлены следующие основные закономерности: – отжиг в вакууме при температуре 1450 °С в течение 1 часа алмазов, облученных ионами Хе с энергией 167 МэВ флюенсами выше порога аморфизации, недостаточен для восстановления кристаллической структуры в облученном слое, в то время, как в облученных докритическими флюенсами алмазах кристаллическая структура облученного слоя восстанавливалась практически полностью, – распределение центров ФЛ после отжига по глубине формируется под действием двух процессов: стимулированной ионным облучением ускоренной агрегации азота в облученном слое, релаксацией упругих напряжений при пластической деформации алмаза в течение отжига, – для флюенсов выше порога аморфизации в непосредственной близости за пробегом ионов Хе наблюдается расщепление линий ФЛ, обусловленное приложенной со стороны имплантированного слоя одноосной деформацией. Обнаружено не наблюдавшееся ранее рекомбинационное излучение в алмазе, связанное с отрицательно заряженными вакансиями – ND1-центром. Излучению ND1-центра при Т = 80 К соответствуют узкая бесфононная линия шириной 3.45 мэВ с энергией 3.151 эВ (393.5 нм) в максимуме и серия линий фононных повторений, отстоящих от бесфононной на 76, 149, 223, 293 и 361 мэВ.