人工晶体学报

作者：陈宁;张国庆;徐刚;黄国锋;周振翔

单位：深圳大学机电与控制工程学院,深圳 518060;深圳大学光电工程学院,光电子器件与系统(教育部/广东省)重点实验室,深圳 518060;深圳大学机电与控制工程学院,深圳 518060;赤峰学院,内蒙古自治区高压相功能材料重点实验室,赤峰 024000;北京中材人工晶体研究院有限公司,北京 100018

关键词：高温高压;硼、氮共掺杂;金刚石;退火;热稳定性,

基金：(深圳孔雀技术创新项目);(广东省自然科学基金);(超硬材料国家重点实验室开放课题);(内蒙古自治区高压相功能材料重点实验室开放课题)

本文通过温度梯度法在5.5 GPa和1300℃的条件下合成了硼、氮共掺杂金刚石单晶.随后分别在5.0 GPa,2000℃和2100℃的条件下对合成金刚石进行了高温高压(HPHT)退火处理.傅里叶红外光谱(FT-IR)测试表明高温高压退火后晶体内部单一替代形式的C心氮转变成了聚集态A心氮,且随着退火温度的升高A心氮的含量提高.晶体内部带正电荷的氮离子N+的含量并未受到退火处理的影响.经过高温退火后晶体内部出现了NV0和NV-色心,但是继续提高退火温度时NV色心消失.高温高压退火并未对金刚石晶体的结构及内应力产生明显的影响.高温高压退火处理后金刚石晶体的热稳定性能提高,其起始氧化温度、剧烈氧化温度以及质量急剧减少的温度点分别提高了65℃、55℃以及61℃.本文对高温高压退火处理应用到硼、氮共掺杂金刚石提供了指导.

来源：2020年第10期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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