Научно-технический
«ОПТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ»
издается с 1931 года
 
   
Русский вариант сайта Английский вариант сайта
   
       
   
       
Статьи последнего выпуска

Электронные версии
выпусков начиная с 2008


Алфавитный указатель
2000-2010 гг


444
Архив оглавлений
выпусков 2002-2007 гг


Реквизиты и адреса

Вниманию авторов и рецензентов!
- Порядок публикации
- Порядок рецензирования статей
- Типовой договор
- Правила оформления
- Получение авторского вознаграждения
- Редакционная этика


Контакты

Подписка

Карта сайта




Журнал с 01.12.2015 допущен ВАК для публикации основных результатов диссертаций как издание, входящее в международные реферативные базы систем цитирования (Web Science, Scopus) (см. Vak.ed.gov.ru/87)
ИССЛЕДОВАНИЕ NV(–) ЦЕНТРОВ И ИНТЕРФЕЙСОВ КРИСТАЛЛИТОВ В СИНТЕТИЧЕСКИХ МОНО- И ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ НАНОАЛМАЗАХ МЕТОДАМИ ОПТИЧЕСКОЙ ФЛУОРЕСЦЕНТНОЙ И МИКРОВОЛНОВОЙ СПЕКТРОСКОПИИ

 

© 2018 г.       В. Ю. Осипов*, канд. физ.-мат. наук; Н. М. Романов**, ***, аспирант; К. В. Богданов****, канд. физ.-мат. наук; F. Treussart*****, Ph.D.; С. Jentgens******, Ph.D.; A. Rampersaud *******, Ph.D.

*             Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе, Санкт-Петербург

**           Политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург

***         Lappeenranta University of Technology, Lappeenranta, Finland

****       Университет ИТМО, Санкт-Петербург

*****     ENS Cachan, Universit'e Paris Saclay, Orsay Cedex, France

******   Microdiamant AG, Lengwil, Switzerland

******* Columbus Nanoworks, Columbus, Ohio, United States

E-mail: osipov@mail.ioffe.ru

УДК 548.4, 535.37, 548.23, 548.75, 538.958, 54.05, 54-162, 54-724, 535-15, 538.97, 539.21

Поступила в редакцию 07.07.2017

Исследованы три типа алмазных наночастиц с размерами от 5 до 1000 нм, имеющих в кристаллической решётке азот-вакансионные (NV) центры: детонационные алмазы (ДНА), поликристаллические алмазы динамического синтеза и монокристаллические алмазы статического синтеза. Исследованы спектры электронного парамагнитного резонанса, люминесценции и инфракрасного поглощения этих материалов. В ДНА концентрация NV(–) центров составляет 2,7 млн–1 и является рекордно высокой для частиц размерного диапазона до 7 нм. В поликристаллических алмазах концентрация NV(–) центров на порядок меньше и зависит от среднего размера поликристаллических частиц, достигая максимума в среднем диапазоне размеров при 180 нм. Наибольшая яркость люминесценции реализуется в 100 нм частицах синтетического Ib алмаза, подвергнутых облучению высокоэнергетическими электронами и отжигу. Последние с концентрацией NV(–) около 4 млн–1 могут использоваться в качестве флуоресцентных меток на наноуровне.

Ключевые слова: люминесценция, инфракрасная спектроскопия, электронный парамагнитный резонанс, наноалмаз, поликристаллы, ударно-волновой синтез, межзёренные границы, центры люминесценции, поверхностные функциональные группы.

Коды OCIS: 160.4236, 160.2540, 300.6370, 300.6280, 300.6340, 350.3850

 

Литература

1.         Detonation nanodiamonds: Science and applications / Ed. by Vul’ A., Shenderova O. Singapore: Pan Stanford, 2014. 346 p.

2.         Mochalin V.N., Shenderova O., Ho D., Gogotsi Y. The properties and applications of nanodiamonds // Nature Nanotechnology. 2012. V. 7. № 1. P. 11–23.

3.         Shenderova O., McGuire G. Science and engineering of nanodiamond particle surfaces for biological applications // Biointerphases. 2015. V. 10. P. 030802.

4.         Hazen R.M. The new diamond makers: diamonds by explosion. (ch.11). The Diamond Makers. Cambridge: Cambridge University Press, 1999. P. 190–198.

5.         Beard J. Explosive mixtures // New Scientists (IPC Magasines Ltd., London). 1988. № 1637. P. 43–47.

6.         Teasley L.N., Bailey N.F., Bergmann O.R. Micropolycrystalline diamond by shock synthesis: advances in performance and property characterization. Elecrochemically Society Proceedings. Proceedings of the V symposium on Diamond Materials. Ed. by Davidson J.L. et al. Pennington. USA: Electrochemical Society Inc., 1998. V. 97–32. P. 48–57.

7.         Ownby P.D. Nano 6H diamond polytype polycrystalline powder // NSTI-Nanotech. 2004. V. 3. P. 210–213.

8.        Shames A.I., Osipov V.Yu., von Bardeleben H.J., Vul` A.Ya. Spin S = 1 centers: a universal type of paramagnetic defects in nanodiamonds of dynamic synthesis // J. Phys.: Condens. Matter. 2012. V. 24. № 22. P. 225302.

9.         Loubser J.H.N., van Wyk J.A. Electron spin resonance in the study of diamond // Rep. Prog. Phys. 1978. V. 41. P. 1201–1248.

10.       Doherty M.W., Manson N.B., Delaney P., Jelezko F., Wrachtrup J., Hollenberg L.C. The nitrogen-vacancy colour centre in diamond // Phys. Rep. 2013. V. 528. № 1. P. 1–45.

11.       Shames A.I., Osipov V.Yu., von Bardeleben H.J., Boudou J.-P., Treussart F., Vul’ A.Ya. Native and induced triplet nitrogen-vacancy centers in nano- and microdiamonds: Half-field electron paramagnetic resonance fingerprint // Appl. Phys. Lett. 2014. V. 104. P. 063107–063111.

12.       Shames A.I., Osipov V.Yu., Boudou J.P., Panich A.M., von Bardeleben H.J., Treussart F., Vul` A.Ya. Magnetic resonance tracking of fluorescent nanodiamond fabrication // J. Phys. D-Appl. Phys. 2015. V. 48. № 15. P. 155302 (1–13).

13.       Osipov V.Yu., Shames A.I., Enoki T., Takai K., Baidakova M.V., Vul` A.Ya. Paramagnetic defects and exchange coupled spins in pristine ultrananocrystalline diamonds // Diam. Relat. Mat. 2007. V. 16. № 12. P. 2035–2038.

14.       Shames A.I., Mogilyansky D., Panich A.M., Sergeev N.A., Olszewski M., Boudou J.-P., Osipov V.Yu. XRD, NMR, and EPR study of polycrystalline micro- and nanodiamonds prepared by a shock wave compression method // Phys. Status Solidi A. 2015. P. 1–10.

15.       Bogdanov K.V., Osipov V.Yu., Zhukovskaya M.V., Jentgens C., Treussart F., Hayashi T., Takai K., Fedorov A.V., Baranov A.V. Size-dependent Raman and SiV-center luminescence in polycrystalline nanodiamonds produced by shock wave synthesis // RSC Adv. 2016. V. 6. P. 51783–51790.

16.       Shames A.I., Osipov V.Yu., Bogdanov K.V., Baranov A.V., Zhukovskaya M.V., Dalis A., Vagarali S.S., Rampersaud A. Does progressive nitrogen doping intensify negatively charged nitrogen vacancy emission from e-beam-irradiated Ib type high-pressure-high-temperature diamonds? // J. Phys. Chem. C. 2017. V. 121. № 9. P. 5232–5240.

17.       Iizuka K., Furukawa Y., Oshima R. Analysis of binding state of heat treated diamond powder // American Journal of Chemistry and Materials Science. 2014. V. 1. № 1. P. 7–10.

18.       Colthup N.B., Daly L.H., Wiberley S.E. Introduction to infrared and Raman spectroscopy. New York-London: Academic Press, 1964. 511 p.

19.       Xu K., Xue Q. New method for deaggregation of nanodiamond from explosive detonation: graphitization-oxidation method // Физика твердого тела. 2004. Т. 46. В. 4. С. 633–634.

20.      Zaitsev A.M. Optical properties of diamond: a data handbook. Berlin- Heidelberg: Springer-Verlag, 2001. 503 p.

21.       Rehor I., Slegerova J., Kucka J., Proks V., Petrakova V., Adam M.-P., Treussart F., Turner S., Bals S., Sacha P., Ledvina M., Wen A.M., Steinmetz N.F., Cigler P. Fluorescent nanodiamonds: fluorescent nanodiamonds embedded in biocompatible translucent shells // Small. 2014. V. 10. № 6. P. 1106–1115.

22.      Кулакова И.И. Химия поверхности наноалмазов // Физика твердого тела. 2004. Т. 46. В. 4. С. 621–628.

23.      Zhu Y.W., Shen X.Q., Wang B.C., Xu X.Y., Feng Z.J. Chemical mechanical modification of nanodiamond in aqueous system // Физика твердого тела. 2004. Т. 46. В. 4. С. 665–667.

24.      Osswald S., Yushin G., Mochalin V., Kucheyev S.O., Gogotsi Y. Control of sp2/sp3 carbon ratio and surface chemistry of nanodiamond powders by selective oxidation in air // J. Am. Chem. Soc. 2006. V. 128. № 35. P. 11635–11642.

 

 

Полный текст

 

  



 
Назад 1 ... 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Далее