Кристаллические формы алмаза
жүктеу/скачать 0.49 Mb.
|
|
217, Кравченко Е.И. Вариант 4 4.1 Кристаллические формы алмаза Основные кристаллические формы кристаллов алмаза: куб (грани образованы плоскостями (100); додекаэдрон (грани образованы плоскостями (110) и октаэдрон (грани образованы плоскостями (111). Реже встречаются кристаллы, ограненные другими плоскостями или имеющие комбинированную огранку – кубо-октаэдры и т.п. Г ексагональный алмаз (лонсдейлит) Кристаллическая решетка алмаза – гране центрированная кубическая (ГЦК - FCC) с базисом, состоящим из двух идентичных атомов с координатами (0,0,0) и (1/4,1/4,1/4), отсчитываемыми относительно длины ребра куба, образующего элементарную ячейку. Т.е. кристаллическая решетка алмаза может быть представлена в виде двух решеток, имеющих базис из одного атома и сдвинутых друг относительно друга вдоль диагонали, соединяющей противоположные вершины куба на 1/4 длины этой диагонали. 4.2 Роль примесей в оптических свойствах алмаза Примеси могу менять цвет алмаза. Примеси в алмазе: 1) Примесные атомы включены в кристаллическую решетку и замещают углерод в кристаллической структуре (азот, бор). 2) Примесные атомы не включены в кристаллическую решетку и находятся между ее узлами (оливины: силикаты алюминия, марганца, кальция). Наиболее распространенные типы примесей: 2 атома азота (А или N центр) или 4 атома азота и вакансия (В или NV центр). Схематическое изображение А-центра и В-центра в решётке алмаза. Жёлтым цветом обозначены атомы азота, чёрным цветом – атомы углерода, вакансия прозрачная. Фантазийные бриллианты: наиболее часто среди цветных бриллиантов встречаются камни жёлтого цвета. Такой цвет алмазу придаёт присутствие азота. Наличие значительного количества бора в качестве примеси в алмазе изменяет цвет камня в сторону синего и фиолетового. 4.3 Комбинационное рассеяние света в алмазе Возбуждающее комбинационного рассеяния света (КРС) излучение, как правило, слабо поглощается алмазом и может проникать на несколько микрометров вглубь образца. КРС в алмазе сопровождается фотолюминесценций. Характеристики центров КРС и фотолюминесценций очень чувствительны к структурным нарушениям в алмазе и могут быть использованы при исследовании облученных ионами слоев. В кристаллах со структурой типа алмаза наблюдается наиболее простой вид спектра комбинационного рассеивания света. Для такой структуры в примитивной ячейке присутствуют два тождественных по химическим свойствам, но неэквивалентных друг другу атома. При этом в кристалле присутствуют три акустических и три оптических типа волн. Анализ колебаний кристаллической решетки алмаза показывает, что для больших длин волн частота колебаний для всех трех оптических волн должна быть одинакова. Экспериментальные исследования спектров КРС в алмазах проводились многими учеными, начиная с Рамана, использовавшего ртутную лампу для возбуждения спектров и многочасовые экспозиции для фотографирования этих спектров с помощью спектрографа. Применение аргонового лазера позволило получить гораздо более качественные спектры. В последнее время на основе современной методики были получены спектры КРС в естественных и искусственных алмазах, алмазных пленках и ультрадисперсных алмазных порошках с размером частиц до 50–100 Å. Типичный КР спектр алмаза с одержит одну линию на частоте около 1330 см-1. жүктеу/скачать 0.49 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|