金刚石中GR1中心的光致发光特性研究

王凯悦; 李志宏; 田玉明; 朱玉梅; 赵媛媛; 柴跃生

doi:10.7498/aps.62.067802

摘要

金刚石中空位存在中性、负电及正电三种状态, 且空位-空位、空位-杂质之间可以形成更多复合缺陷. 利用低温光致发光光谱研究了金刚石经辐照产生的中性空位的发光特性, 对进一步研究其他复合缺陷的发光性能提供了重要的指导意义.

关键词:

金刚石 /
中性空位 /
GR1中心

The single isolate vacancy in diamond exists in three charged states, neutral, negative and positive; and many complicated defects such as di-vacancies, impurities-vacancy complexes could also be formed in diamond. In this paper, we investigate the optical properties of the irradiation-induced neutral vacancy in diamond by low-temperature micro-photoluminescence technology, which will play a guiding significant role in the further studies of the complex defects in diamond.

Keywords:

diamond /
neutral vacancy /
GR1 centre

作者及机构信息

1.
太原科技大学材料科学与工程学院,太原 030014;

2.
天津大学材料科学与工程学院, 先进结构陶瓷与加工技术教育部重点实验室, 天津 300072

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).

Authors and contacts

1.
School of Materials Science and Engineering, Taiyuan University of Science and Technology, Taiyuan 030014, China;

2.
Key Laboratory of Advanced Ceramics and Machining Technology, Ministry of Education, School of Materials Science and Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China

Funds: Project supported by China Scholarship Council (Grant No. 2010625044) and the Doctoral Initiating Project of Taiyuan University of Science and Technology, China (Grant No. 20122044).

参考文献

[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 61 097803]
[2]	Wang K Y 2012 Ph. D. Dissertation (Tianjin: Tianjin University) (in Chinese) [王凯悦 2012 博士学位论文(天津: 天津大学)]
[3]	Mainwood A, Stoneham A M 1997 J. Phys.: Condens. Matter 9 2453
[4]	Clark C D, Ditchburn R W, Dyer H B 1956 Proc. Royal Soc. A 234 363
[5]	Fuchs G D, Dobrovitski V V, Toyli D M, Heremans F J, Weis C D, Schenkel T, Awschalom D 2010 Nature Phys. 6 668
[6]	Abtew T A, Sun Y Y, Shih B C, Dev P, Zhang S B, Zhang P 2011 Phys. Rev. Lett. 107 146403
[7]	Allers L, Collins A T, Hiscock J 1998 Diamond Relat. Mater. 7 228
[8]	Davies G, Collins A T 1993 Diamond Relat. Mater. 2 80
[9]	Kohn W 1954 Phys. Rev. A 94 1409
[10]	Bourgoin J C, Lannoo M 1981 In Point Defects in Semiconductors (Vol. 1) (Berlin: Springer)
[11]	Charles S J, Steeds J W, Bulter J E, Evans D J F 2003 J. Appl. Phys. 94 3091
[12]	Wang K Y, Li Z H, Zhang B, Zhu Y M 2012 Acta Phys. Sin. 61 127804 (in Chinese) [王凯悦, 李志宏, 张博, 朱玉梅 2012 61 127804]
[13]	Walker J 1979 Rep. Prog. Phys. 42 1605
[14]	Davies G, Campbell B, Mainwood A, Newton M, Wartkins M, Kanda H, Anthony T R 2001 Phys. Status Solidi (A) 186 187
[15]	Wang K Y, Steeds J, Li Z H 2012 Diamond Relat. Mater. 25 29
[16]	Steeds J W, Sullivan W, Wotherspoon A, Hayes J M 2009 J. Phys.: Condens. Matter 21 364219
[17]	Steeds J W, Charles S J, Davis T J, Griffin I 2000 Diamond Relat. Mater. 9 397
[18]	Davies G, Nazaré M H, Hamer M F 1976 Proc. Royal Soc. London A 351 245
[19]	van Wyk J A 1982 J. Phys. C: Solid State Phys. 15 L981
[20]	Mainwood A 1999 Diamond Relat. Mater. 8 1560
[21]	Davies G, Manson N B 1994 EMIS Data Reviews Series No 9 by Davies G ed. (London: INSPEC) Chapter 5.3 159

施引文献

[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 61 097803]
[2]	Wang K Y 2012 Ph. D. Dissertation (Tianjin: Tianjin University) (in Chinese) [王凯悦 2012 博士学位论文(天津: 天津大学)]
[3]	Mainwood A, Stoneham A M 1997 J. Phys.: Condens. Matter 9 2453
[4]	Clark C D, Ditchburn R W, Dyer H B 1956 Proc. Royal Soc. A 234 363
[5]	Fuchs G D, Dobrovitski V V, Toyli D M, Heremans F J, Weis C D, Schenkel T, Awschalom D 2010 Nature Phys. 6 668
[6]	Abtew T A, Sun Y Y, Shih B C, Dev P, Zhang S B, Zhang P 2011 Phys. Rev. Lett. 107 146403
[7]	Allers L, Collins A T, Hiscock J 1998 Diamond Relat. Mater. 7 228
[8]	Davies G, Collins A T 1993 Diamond Relat. Mater. 2 80
[9]	Kohn W 1954 Phys. Rev. A 94 1409
[10]	Bourgoin J C, Lannoo M 1981 In Point Defects in Semiconductors (Vol. 1) (Berlin: Springer)
[11]	Charles S J, Steeds J W, Bulter J E, Evans D J F 2003 J. Appl. Phys. 94 3091
[12]	Wang K Y, Li Z H, Zhang B, Zhu Y M 2012 Acta Phys. Sin. 61 127804 (in Chinese) [王凯悦, 李志宏, 张博, 朱玉梅 2012 61 127804]
[13]	Walker J 1979 Rep. Prog. Phys. 42 1605
[14]	Davies G, Campbell B, Mainwood A, Newton M, Wartkins M, Kanda H, Anthony T R 2001 Phys. Status Solidi (A) 186 187
[15]	Wang K Y, Steeds J, Li Z H 2012 Diamond Relat. Mater. 25 29
[16]	Steeds J W, Sullivan W, Wotherspoon A, Hayes J M 2009 J. Phys.: Condens. Matter 21 364219
[17]	Steeds J W, Charles S J, Davis T J, Griffin I 2000 Diamond Relat. Mater. 9 397
[18]	Davies G, Nazaré M H, Hamer M F 1976 Proc. Royal Soc. London A 351 245
[19]	van Wyk J A 1982 J. Phys. C: Solid State Phys. 15 L981
[20]	Mainwood A 1999 Diamond Relat. Mater. 8 1560
[21]	Davies G, Manson N B 1994 EMIS Data Reviews Series No 9 by Davies G ed. (London: INSPEC) Chapter 5.3 159

[1]	李俊鹏, 任泽阳, 张金风, 王晗雪, 马源辰, 费一帆, 黄思源, 丁森川, 张进成, 郝跃. 多晶金刚石薄膜硅空位色心形成机理及调控. , 2023, 72(3): 038102. doi: 10.7498/aps.72.20221437
[2]	何健, 贾燕伟, 屠菊萍, 夏天, 朱肖华, 黄珂, 安康, 刘金龙, 陈良贤, 魏俊俊, 李成明. 碳离子注入金刚石制备氮空位色心的机理. , 2022, 71(18): 188102. doi: 10.7498/aps.71.20220794
[3]	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研究. , 2022, 0(0): . doi: 10.7498/aps.71.20220410
[4]	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. , 2022, 71(11): 117601. doi: 10.7498/aps.70.20220410
[5]	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. , 2020, 69(12): 127802. doi: 10.7498/aps.69.20200395
[6]	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. , 2019, 68(16): 168101. doi: 10.7498/aps.68.20190422
[7]	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. , 2015, 64(24): 247802. doi: 10.7498/aps.64.247802
[8]	颜丙敏, 贾晓鹏, 秦杰明, 孙士帅, 周振翔, 房超, 马红安. 氮氢共掺杂金刚石中氢的典型红外特征峰的表征. , 2014, 63(4): 048101. doi: 10.7498/aps.63.048101
[9]	林雪玲, 潘凤春. 氮掺杂的金刚石磁性研究. , 2013, 62(16): 166102. doi: 10.7498/aps.62.166102
[10]	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. , 2013, 62(18): 188101. doi: 10.7498/aps.62.188101
[11]	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. , 2012, 61(24): 248101. doi: 10.7498/aps.61.248101
[12]	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. , 2012, 61(12): 127804. doi: 10.7498/aps.61.127804
[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. , 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. , 2010, 59(9): 6556-6562. doi: 10.7498/aps.59.6556
[15]	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. , 2009, 58(11): 8033-8038. doi: 10.7498/aps.58.8033
[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. , 2009, 58(11): 8039-8043. doi: 10.7498/aps.58.8039
[17]	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. , 2004, 53(6): 2014-2018. doi: 10.7498/aps.53.2014
[18]	文潮, 孙德玉, 李迅, 关锦清, 刘晓新, 林英睿, 唐仕英, 周刚, 林俊德, 金志浩. 炸药爆轰法制备纳米石墨粉及其在高压合成金刚石中的应用. , 2004, 53(4): 1260-1264. doi: 10.7498/aps.53.1260
[19]	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. , 2003, 52(12): 3135-3141. doi: 10.7498/aps.52.3135
[20]	胡晓君, 戴永兵, 何贤昶, 沈荷生, 李荣斌. 空位在金刚石近(001)表面扩散的分子动力学模拟. , 2002, 51(6): 1388-1392. doi: 10.7498/aps.51.1388

计量

文章访问数: 7505
PDF下载量: 603
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

搜索

留言板