Рентгеновская топо-томография крупных синтетических алмазов, выращенных при высоких статических РТ-параметрах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Методом рентгеновской топо-томографии на лабораторном источнике исследованы протяженные дефекты в крупных синтетических алмазах, полученных методом термического градиента при высоких статических давлениях и температурах. Показано, что основными факторами, влияющими на совершенство кристаллов, являются температура и скорость роста. Синтез при высоких температурах и низких скоростях роста позволяет получать монокристаллы с низкой плотностью дислокаций, ошибок упаковки и двойниковых прослоек. Кинетика аннигиляции планарных дефектов при отжиге при высоких давлениях свидетельствует о значительном вкладе диффузии вакансий; выявлено возникновение полных дислокаций при аннигиляции таких дефектов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. А. Золотов

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: shiryaev@phyche.ac.ru

Отделение “Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова” Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники

Россия, Москва

А. В. Бузмаков

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: shiryaev@phyche.ac.ru

Отделение “Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова” Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники

Россия, Москва

А. Ф. Хохряков

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН

Email: shiryaev@phyche.ac.ru
Россия, Новосибирск

Ю. М. Борздов

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН

Email: shiryaev@phyche.ac.ru
Россия, Новосибирск

Л. Д. Ягудин

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН

Email: shiryaev@phyche.ac.ru
Россия, Москва

Ю. Н. Пальянов

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН

Email: shiryaev@phyche.ac.ru
Россия, Новосибирск

И. Г. Дьячкова

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: shiryaev@phyche.ac.ru

Отделение “Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова” Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники 

Россия, Москва

В. Е. Асадчиков

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: shiryaev@phyche.ac.ru

Отделение “Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова” Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники

Россия, Москва

А. А. Ширяев

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: shiryaev@phyche.ac.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Palyanov Y., Kupriyanov I., Khokhryakov A., Ralchenko V. // Handbook of Crystal Growth. 2nd ed. / Eds. Nishinaga T., Rudolph P. Amsterdam: Elsevier, 2015. V. 2a. P. 671. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-63303-3.00017-1
  2. D’Haenens-Johansson U.F.S., Butler J.E., Katrusha A.N. // Rev. Miner. Geochem. 2022. V. 88 (1). P. 689. https://doi.org/10.2138/rmg.2022.88.13
  3. Pal’yanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Sokol A.G. et al. // Diamond Relat. Mater. 1998. V. 7. P. 916. https://doi.org/10.1016/S0925-9635(97)00325-7
  4. Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Gusev V.A. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2000. V. 448. P. 179. https://doi.org/10.1016/S0168-9002(99)00749-4
  5. Khokhryakov A.F., Palyanov Y.N., Kupriyanov I.N. et al. // J. Cryst. Growth. 2011. V. 317. P. 32. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2011.01.011
  6. Shevyrtalov S., Barannikov A., Palyanov Y. et al. // J. Synchr. Rad. 2021. V. 28. P. 104. https://doi.org/10.1107/S1600577520014538
  7. Lang A.R. // Diffraction and Imaging Techniques in Material Science / Eds. Amelinckx S. et al. Amsterdam: North Holland, 1978. V. 2. P. 623.
  8. Moore M., Nailer S.G., Wierzchowski W.K. // Crystals. 2016. V. 6. P. 71. https://doi.org/10.3390/cryst6070071
  9. Burns R.C., Chumakov A.J., Connell S. et al. // J. Phys. Condens. Matter. 2009. V. 21. P. 364224. https://doi.org/10.1088/0953-8984/21/36/364224
  10. Kowalski G., Moore M., Gledhill G., Maricic Z. // Diam. Relat. Mater. 1996. V. 4. P. 1254. https://doi.org/10.1016/0925-9635(96)00540-7
  11. Пальянов Ю.Н., Хохряков А.Ф., Борздов Ю.М. и др. // Геология и геофизика. 1997. Т. 38 (5). С. 882.
  12. Palyanov Y.N., Borzdov Y.M., Khokhryakov A.F. et al. // Cryst. Growth Des. 2010. V. 10. P. 3169. https://doi.org/10.1021/cg100322p
  13. Khokhryakov A.F., Palyanov Y.N. // J. Cryst. Growth. 2006. V. 293. P. 469. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2006.05.044
  14. Khokhryakov A.F., Palyanov Yu.N., Kupriyanov I.N. et al. // J. Cryst. Growth. 2014. V. 386. P. 162. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2013.09.047
  15. Анисимов Н.П., Золотов Д.А., Бузмаков А.В. и др. // Кристаллография. 2023. Т. 68 (4). С. 507. https://doi.org/10.31857/S0023476123600192
  16. Tolansky S., Miller R.F., Punglia J. // Philos. Mag. 1972. V. 26 (6). P. 1275. https://doi.org/10.1080/14786437208220341
  17. Frank F.C., Lang A.R., Evans D.J.F. et al. // J. Cryst. Growth. 1990. V. 100. P. 354. https://doi.org/10.1016/0022-0248(90)90235-D
  18. Gaukroger M.P., Martineau P.M., Crowder M.J. et al. // Diam. Relat. Mater. 2008. V. 17. P. 262. https://doi.org/10.1016/j.diamond.2007.12.036
  19. Khokhryakov A.F., Palyanov Y.N. // J. Cryst. Growth. 2007. V. 306. P. 458. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2007.05.028
  20. Tolansky S. // Proc. Roy. Soc. London. A. 1962. V. 270 (1343). P. 443. https://doi.org/10.1098/rspa.1962.0236
  21. Schindelin J., Arganda-Carreras I., Frise E. et al. // Nat. Methods. 2012. V. 9. P. 676. https://doi.org/10.1038/nmeth.2019
  22. Martineau P.M., Gaukroger M.P., Guy K.B. et al. // J. Phys.: Condens. Matter 2009. V. 21. P. 364205. https://doi.org/10.1088/0953-8984/21/36/364205
  23. Masuya S., Hanada K., Oshima T. et al. // Diam. Relat. Mater. 2017. V. 75. P. 155. https://doi.org/10.1016/j.diamond.2017.04.003
  24. Анцыгин В.Д., Гусев В.А., Калинин А.А. и др. // Автометрия. 1998. № 1. С. 10.
  25. Tatsumi N., Tamasaku K., Ito T., Sumiya H. // J. Cryst. Growth. 2017. V. 458. P. 27. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2016.10.033
  26. Sumiya H., Harano K., Tamasaku K. // Diam. Relat. Mater. 2015. V. 58. P. 221. https://doi.org/10.1016/j.diamond.2015.08.006
  27. Квасница В.Н., Харькив А.Д., Вишневский А.А. и др. // Минералогический журнал. 1980. № 3. С. 40.
  28. Kvasnytsya V. // Diam. Relat. Mater. 2013. V. 39. P. 89. https://doi.org/10.1016/j.diamond.2013.08.005
  29. Tolansky S., Sunagawa I. // Nature. 1959. V. 184. P. 1526. https://doi.org/10.1038/1841526a0

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема экспериментальной установки: 1 – монохроматический пучок рентгеновского излучения, 2 – пара взаимно перпендикулярных щелей, 3 – гониометр, 4 – гониометрическая головка с исследуемым кристаллом, 5 – двумерный детектор на основе ПЗС-матрицы.

Скачать (42KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Кристалл 39/3: a – фотография кристалла, вид вдоль <100>; б, в – катодолюминесцентное изображение грани (100) (плазменное возбуждение, реальные цвета); г–е – микрофотографии фигур травления на грани (100), дифференциальный интерференционный контраст; ж–и – рентгеновские топограммы в различных ориентациях кристалла.

Скачать (820KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Кристалл NK-1: a – фотография кристалла, вид вдоль <100>; б – мозаичное изображение грани {001}; в–д –микрофотографии фигур травления на грани {001}; б–д – дифференциальный интерференционный контраст; е–з – рентгеновские топограммы в различных ориентациях кристалла.

Скачать (777KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Кристалл 720/8: a – фотография кристалла, вид вдоль <100>; б – микрофотография фигур травления на грани {001}, поляризованный свет; в–д – рентгеновские топограммы в различных ориентациях кристалла.

Скачать (576KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Кристалл NK-2: a – фотография кристалла, вид вдоль <100>; б–е – рентгеновские топограммы в различных ориентациях кристалла.

Скачать (516KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Кристалл ND-1: а, б – оптические фотографии до и после отжига; в–з – оптические фотографии фигур травления в расплаве KNO3 на грани {111}. Участок грани {111} после травления: в, е – до отжига, г, ж – после первого отжига, д, з – после второго отжига.

Скачать (619KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Кристалл ND-1: а, е – рентгеновские топограммы в разных ориентациях кристалла; а, г – до отжига; б, д – после первого отжига (20 ч); в, е – после второго отжига (40 ч); ж, з – объемная реконструкция кристалла, восстановленная из топо-томографических проекций; цветами выделены три дефекта в плоскостях {111}; и–л – результат сегментации на примере одного из сечений: и – исходное изображение, к – результат сегментации (маска), л – наложение маски на исходное изображение.

Скачать (921KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Кристалл ND-1. Рентгеновские топограммы до и после отжига, стрелками показаны дислокации, образовавшиеся на границах исчезнувших дефектов упаковки.

Скачать (175KB)
Метаданные
10. Таблица 1

Скачать (680KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025