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氮掺杂金刚石{100}晶面的缺陷发光特性

王凯悦 朱玉梅 李志宏 田玉明 柴跃生 赵志刚 刘开

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氮掺杂金刚石{100}晶面的缺陷发光特性

王凯悦, 朱玉梅, 李志宏, 田玉明, 柴跃生, 赵志刚, 刘开

The defect luminescences of {100} sector in nitrogen-doped diamond

Wang Kai-Yue, Zhu Yu-Mei, Li Zhi-Hong, Tian Yu-Ming, Chai Yue-Sheng, Zhao Zhi-Gang, Liu Kai
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  • 氮是金刚石中最常见的杂质之一, 其对金刚石的缺陷发光具有重要的影响. 氮可以与金刚石中的本征缺陷形成复合缺陷. 本文首先利用阴极射线发光照片(CL)对一个高温高压合成的氮掺杂金刚石进行表征, 发现{100}晶面为蓝色, 然后利用透射电子显微镜(TEM)对该晶面进行电子辐照及后续退火处理, 以引入本征点缺陷进而形成含氮的复合缺陷, 并利用低温光致发光光谱(PL光谱)表征其缺陷发光特性, 发现该晶面主要以氮-空位复合缺陷(NV中心)发光为主, 并伴随着较弱的503 nm发光.
    Nitrogen is one of the most commonly-observed impurities in diamond, and affects the luminescence of these defects greatly. The complexes could be obtained from the nitrogen atom trapping the native defects such as self-interstitials, vacancies. In this study, a high-pressure and high-temperature synthesized nitrogen-doped diamond was characterized by cathode luminescence (CL) image, and the results showed that the blue region of this sample is the {100} growth sector. The {100} sector was then electron-irradiated in transmission electron microscope (TEM) and subsequently annealed at high temperatures so as to introduce the native defects to further form the nitrogen-containing complexes. All the optical properties of these defects in diamond were investigated by the low temperature photoluminescence (PL) spectra. The PL of {100} sector dominated the strong luminescence of nitrogen-vacancy (NV) complexes together with a weak 503 nm signal.
    • 基金项目: 国家建设高水平大学公派研究生项目(批准号:2010625044)和太原科技大学博士科研启动项目(批准号:20122044)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the China Scholarship Council (Grant No. 2010625044), and the Doctoral initiating Project of Taiyuan University of Science and Technology (Grant No. 20122044).
    [1]

    Wang K Y, Li Z H, Gao K, Zhu Y M 2012 Acta Phys. Sin. 61 097803 (in Chinese) [王凯悦, 李志宏, 高凯, 朱玉梅 2012 物理学报 61 097803]

    [2]

    Jones R, Goss J P, Briddon P R 2009 Phys. Rev. B 80 033205

    [3]

    Collins A T 2002 J. Phys.: Condens. Matter 14 3743

    [4]

    Kanda H 2007 New Diamond and Frontier Carbon Technology 17 105

    [5]

    Woods G S, Lang A R 1975 J. Crystal Growth 28 215

    [6]

    Steeds J W, Charles S J, Davis T J, Griffin I 2000 Diamond Relat. Mater. 9 397

    [7]

    Steeds J W, Davis T J, Charles S J, Hayes J M, Butler J E 1999 Diamond Relat. Mater. 8 1847

    [8]

    Collins A T, Rafique S 1979 Proceedings of the Royal Society of London A 367 81

    [9]

    Collins A T, Dahwich A 2004 Diamond Relat. Mater. 13 1959

    [10]

    Wang K, Steeds J, Li Z 2012 Diamond Relat. Mater. 23 162

    [11]

    Wang K Y, Li Z H, Tian Y M, Zhu Y M, Zhao Y Y, Chai Y S 2013 Acta Phys. Sin. 62 067802 (in Chinese) [王凯悦, 李志宏, 田玉明, 朱玉梅, 赵媛媛, 柴跃生 2013 物理学报 62 067802]

    [12]

    Davies G, Campbell B, Mainwood A, Newton M, Wartkins M, Kanda H, Anthony T R 2001 Physica Status Solidi (a) 186 187

    [13]

    Wang K, Steeds J, Li Z 2012 Diamond Relat. Mater. 25 29

    [14]

    Wang K, Li Z, Zhang B, Zhu Y 2012 Acta Phys. Sin. 61 127804 (in Chinese) [王凯悦, 李志宏, 张博, 朱玉梅 2012 物理学报 61 127804]

    [15]

    Davies G, Nazaré M H, Hamer M F 1976 Proceedings of the Royal Society of London A 351 245

  • [1]

    Wang K Y, Li Z H, Gao K, Zhu Y M 2012 Acta Phys. Sin. 61 097803 (in Chinese) [王凯悦, 李志宏, 高凯, 朱玉梅 2012 物理学报 61 097803]

    [2]

    Jones R, Goss J P, Briddon P R 2009 Phys. Rev. B 80 033205

    [3]

    Collins A T 2002 J. Phys.: Condens. Matter 14 3743

    [4]

    Kanda H 2007 New Diamond and Frontier Carbon Technology 17 105

    [5]

    Woods G S, Lang A R 1975 J. Crystal Growth 28 215

    [6]

    Steeds J W, Charles S J, Davis T J, Griffin I 2000 Diamond Relat. Mater. 9 397

    [7]

    Steeds J W, Davis T J, Charles S J, Hayes J M, Butler J E 1999 Diamond Relat. Mater. 8 1847

    [8]

    Collins A T, Rafique S 1979 Proceedings of the Royal Society of London A 367 81

    [9]

    Collins A T, Dahwich A 2004 Diamond Relat. Mater. 13 1959

    [10]

    Wang K, Steeds J, Li Z 2012 Diamond Relat. Mater. 23 162

    [11]

    Wang K Y, Li Z H, Tian Y M, Zhu Y M, Zhao Y Y, Chai Y S 2013 Acta Phys. Sin. 62 067802 (in Chinese) [王凯悦, 李志宏, 田玉明, 朱玉梅, 赵媛媛, 柴跃生 2013 物理学报 62 067802]

    [12]

    Davies G, Campbell B, Mainwood A, Newton M, Wartkins M, Kanda H, Anthony T R 2001 Physica Status Solidi (a) 186 187

    [13]

    Wang K, Steeds J, Li Z 2012 Diamond Relat. Mater. 25 29

    [14]

    Wang K, Li Z, Zhang B, Zhu Y 2012 Acta Phys. Sin. 61 127804 (in Chinese) [王凯悦, 李志宏, 张博, 朱玉梅 2012 物理学报 61 127804]

    [15]

    Davies G, Nazaré M H, Hamer M F 1976 Proceedings of the Royal Society of London A 351 245

  • [1] 吴建冬, 程智, 叶翔宇, 李兆凯, 王鹏飞, 田长麟, 陈宏伟. 金刚石氮-空位色心单电子自旋的电场驱动相干控制. 物理学报, 2022, 71(11): 117601. doi: 10.7498/aps.70.20220410
    [2] 李香草, 刘宝安, 李猛, 闫春燕, 任杰, 刘畅, 巨新. 用光致发光研究不同通量辐照磷酸二氢钾晶体的缺陷. 物理学报, 2020, 69(17): 174208. doi: 10.7498/aps.69.20200482
    [3] 王凯悦, 郭睿昂, 王宏兴. 金刚石氮-空位缺陷发光的温度依赖性. 物理学报, 2020, 69(12): 127802. doi: 10.7498/aps.69.20200395
    [4] 陈隆, 陈成克, 李晓, 胡晓君. 氧化对单颗粒层纳米金刚石薄膜硅空位发光和微结构的影响. 物理学报, 2019, 68(16): 168101. doi: 10.7498/aps.68.20190422
    [5] 张秀芝, 王凯悦, 李志宏, 朱玉梅, 田玉明, 柴跃生. 氮对金刚石缺陷发光的影响. 物理学报, 2015, 64(24): 247802. doi: 10.7498/aps.64.247802
    [6] 林雪玲, 潘凤春. 氮掺杂的金刚石磁性研究. 物理学报, 2013, 62(16): 166102. doi: 10.7498/aps.62.166102
    [7] 厉巧巧, 韩文鹏, 赵伟杰, 鲁妍, 张昕, 谭平恒, 冯志红, 李佳. 缺陷单层和双层石墨烯的拉曼光谱及其激发光能量色散关系. 物理学报, 2013, 62(13): 137801. doi: 10.7498/aps.62.137801
    [8] 王凯悦, 李志宏, 田玉明, 朱玉梅, 赵媛媛, 柴跃生. 金刚石中GR1中心的光致发光特性研究. 物理学报, 2013, 62(6): 067802. doi: 10.7498/aps.62.067802
    [9] 田玉明, 王凯悦, 李志宏, 朱玉梅, 柴跃生, 曾雨顺, 王强. 高能电子照射对金刚石中缺陷电荷状态的影响. 物理学报, 2013, 62(18): 188101. doi: 10.7498/aps.62.188101
    [10] 肖宏宇, 苏剑峰, 张永胜, 鲍志刚. 温度梯度法宝石级金刚石的合成及表征. 物理学报, 2012, 61(24): 248101. doi: 10.7498/aps.61.248101
    [11] 王凯悦, 李志宏, 张博, 朱玉梅. 光致发光光谱研究金刚石光学中心的振动结构. 物理学报, 2012, 61(12): 127804. doi: 10.7498/aps.61.127804
    [12] 王凯悦, 李志宏, 高凯, 朱玉梅. 电子辐照金刚石的光致发光研究. 物理学报, 2012, 61(9): 097803. doi: 10.7498/aps.61.097803
    [13] 秦杰明, 张莹, 曹建明, 田立飞. 纯铁触媒合成磨料级金刚石及表征. 物理学报, 2011, 60(5): 058102. doi: 10.7498/aps.60.058102
    [14] 刘峰斌, 汪家道, 陈大融, 赵明, 何广平. 不同密度氢吸附金刚石(100)表面的微观结构. 物理学报, 2010, 59(9): 6556-6562. doi: 10.7498/aps.59.6556
    [15] 周凯, 李辉, 王柱. 正电子湮没谱和光致发光谱研究掺锌GaSb质子辐照缺陷. 物理学报, 2010, 59(7): 5116-5121. doi: 10.7498/aps.59.5116
    [16] 梁中翥, 梁静秋, 郑娜, 贾晓鹏, 李桂菊. 掺氮金刚石的光学吸收与氮杂质含量的分析研究. 物理学报, 2009, 58(11): 8039-8043. doi: 10.7498/aps.58.8039
    [17] 梁中翥, 梁静秋, 郑娜, 姜志刚, 王维彪, 方伟. 吸收辐射复合金刚石膜的制备及光学研究. 物理学报, 2009, 58(11): 8033-8038. doi: 10.7498/aps.58.8033
    [18] 刘燕燕, E. Bauer-Grosse, 张庆瑜. 微波等离子体化学气相沉积合成掺氮金刚石薄膜的缺陷和结构特征及其生长行为. 物理学报, 2007, 56(4): 2359-2368. doi: 10.7498/aps.56.2359
    [19] 胡晓君, 李荣斌, 沈荷生, 何贤昶, 邓 文, 罗里熊. 掺杂金刚石薄膜的缺陷研究. 物理学报, 2004, 53(6): 2014-2018. doi: 10.7498/aps.53.2014
    [20] 李荣斌, 戴永兵, 胡晓君, 沈荷生, 何贤昶. 能量粒子轰击金刚石的计算机模拟. 物理学报, 2003, 52(12): 3135-3141. doi: 10.7498/aps.52.3135
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-11-13
  • 修回日期:  2013-01-05
  • 刊出日期:  2013-05-05

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