ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИПМех РАН |
||
Благодаря своим рекордным свойствам алмаз является перспективным материалом для изготовления детекторов ионизирующих излучения, в лазерной, медицинской и космической технике, в микро- и оптоэлектронике, фотонике, криптографии и наноразмерной магнитометрии. Алмаз является очень устойчивой метастабильной фазой углерода. Целью проекта, основанного на кооперации молодых ученых ИРЭ РАН, ИОФАН, ИФХЭ РАН, Московского и Белорусского государственных университетов, является экспериментальное исследование фазового перехода алмаз-графит в результате облучения быстрыми реакторными нейтронами либо ионной имплантации и последующих термических отжигов или лазерного излучения. Методами спектроскопии комбинационного рассеяния, фотолюминесценции, многоугловой спектральной эллипсометрии с применением других современных методик будут получены новые сведения в области радиационной физики алмаза. В проекте будут исследованы процессы зародышеобразования и кинетика трансформации аморфного алмаза в аморфный графит и далее при высокотемпературных отжигах в нанокристаллический либо турбостратный графит; проверена гипотеза, что аморфизация приповерхностного слоя алмаза низкоэнергетической ионной имплантацией вызывает повышение термостабильности алмазной поверхности при высокотемпературных отжигах как в вакууме, так и на воздухе; определены оптические свойства и геометрические параметры заглубленных графитизированных слоев, формирующихся в области максимального сверхкритического радиационного повреждения алмаза; исследованы процессы графитизации облученного реакторными нейтронами алмаза в результате воздействия мощного УФ лазерного излучения фемтосекундной длительности В одноимпульсном режиме; выполнены конфокальные измерений спектров комбинационного рассеяния и фотолюминесценции на малоугловых шлифах алмазов, имплантированных оптически и электрически активными ионами с энергиями в сотни МэВ. В проекте предложен новый метод получения полностью углеродные материалы с магнитными свойствами путем облучения поликристаллических CVD алмазных пленок быстрыми реакторными нейтронами. Намеченные в проекте работы соответствуют основным современным тенденциям в исследованиях алмазов, обладают научной новизной и практической значимостью, а также могут представлять интерес для исследователей, занимающихся изучением, как кристаллов со структурой алмаза, так и других углеродных материалов. Объединение технологических возможностей и опыта, накопленного Российской и Белорусской группами в изучении свойств алмаза и родственных материалов, успешное многолетнее сотрудничество и планируемые совместные эксперименты создают серьезный задел для выполнения всех задач, поставленных в проекте.
Due to its record properties, diamond is a promising material for the production of ionizing radiation detectors, in laser, medical and space technology, in micro- and optoelectronics, photonics, cryptography and nanoscale magnetometry. Diamond is a very stable metastable phase of carbon. The goal of the project, based on the cooperation of young scientists from the IRE RAS, IOFAN, IPCE RAS, Moscow and Belorussian state universities, is the experimental study of the diamond-graphite phase transition as a result of irradiation with fast reactor neutrons or ion implantation and subsequent thermal annealing or laser radiation. Raman spectroscopy, photoluminescence, multi-angle spectral ellipsometry with the use of other modern techniques will provide new information in the field of radiation physics of diamond. In the project, nucleation processes and the kinetics of the transformation of amorphous diamond into amorphous graphite will be investigated, and then, during high-temperature annealing, into nanocrystalline or turbostratic graphite; The hypothesis that the amorphization of the near-surface diamond layer by low-energy ion implantation causes an increase in the thermal stability of the diamond surface during high-temperature annealing in both vacuum and air; optical properties and geometric parameters of buried graphitized layers formed in the region of the maximum supercritical radiation damage of diamond are determined; The processes of graphitization of neutron irradiated diamond as a result of the action of high-power UV laser single-pulse femtosecond radiation are investigated; Confocal measurements of Raman spectra and photoluminescence on diamond implanted with optically and electrically active MeV ions have been performed. The project proposes a new method for obtaining all-carbon materials with magnetic properties by irradiating polycrystalline CVD diamond films with fast reactor neutrons. The works outlined in the project correspond to the main current trends in diamond research, they have scientific novelty and practical significance, and may be of interest to researchers engaged in studying both crystals with diamond structure and other carbon materials. The combination of technological capabilities and the experience accumulated by the Russian and Belarusian groups in studying the properties of diamonds and related materials, successful long-term cooperation and planned joint experiments create a serious reserve for fulfilling all the tasks set in the project.
В настоящей работе ставится цель установить закономерности изменения структуры, оптических и магнитных свойств алмаза при его радиационном повреждении, последующих термических отжигах и воздействии ультракоротких лазерных импульсов. Для достижения данной цели будут решены следующие задачи: – выявлены особенности проявления в спектрах КР эффекта пространственного ограничения фононов в радиационно-разупорядоченных алмазе и графите; – выделена в спектрах КР компонента, обусловленная аморфным графитом; – проверена гипотеза, что аморфизация приповерхностного слоя алмаза низкоэнергетической ионной имплантацией вызывает повышение термостабильности алмазной поверхности при высокотемпературных отжигах как в вакууме, так и на воздухе; – определены оптические свойства и геометрические параметры заглубленных графитизированных слоев, формирующихся в области максимального сверхкритического РП алмаза; – исследованы процессы графитизации облученного реакторными нейтронами алмаза в результате воздействия мощного фемтосекундного лазерного излучения; – проверена гипотеза, что облучение поликристаллических CVD алмазных пленок быстрыми реакторными нейтронами в сочетании с высокотемпературным отжигом позволяет изготавливать полностью углеродные материалы с магнитными свойствами; – для алмазах, имплантированных МэВ ионами, будут получены зависимости от уровня РП положения, полуширины и относительной интенсивности основных полос ФЛ и полос КР при имплантации ионами бора.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 29 марта 2019 г.-31 декабря 2019 г. | Фазовые переходы, магнетизм и размерные эффекты в радиационно-модифицированных алмазах |
Результаты этапа: | ||
2 | 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. | Фазовые переходы, магнетизм и размерные эффекты в радиационно-модифицированных алмазах |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".