Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2022, выпуск 2 » Статья стр. 332
<<<>>>
Идентификация NV-центров в синтетических флуоресцентных наноалмазах и контроль дефектности кристаллитов методом электронного парамагнитного резонанса
DOI: 10.21883/OS.2022.02.52004.2872-21
Переводная версия: 10.21883/EOS.2022.02.53968.2872-21
Российский научный фонд, «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами», 21-12-00264
Осипов В.Ю. 1,2, Богданов К.В. 2, Treussart F. 3, Rampersaud A.4, Баранов А.В. 2
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия
3Universite Paris-Saclay, CNRS, ENS Paris-Saclay, CentraleSupelec, LuMIn, Gif-sur-Yvette, France
4Columbus Nanoworks Inc., Columbus, Ohio, United States
Email: osipov@mail.ioffe.ru, kirw.bog@gmail.com, francois.treussart@ens-paris-saclay.fr, arfaan@columbusnanoworks.com, a_v_baranov@yahoo.com
Поступила в редакцию: 29 октября 2021 г.
В окончательной редакции: 6 ноября 2021 г.
Принята к печати: 7 ноября 2021 г.
Выставление онлайн: 9 декабря 2021 г.
PDF версия
Исследованы 100 nm частицы синтетического алмаза с большим (>4 ppm) количеством азот-вакансионных (NV-) центров. Последние обнаруживают линии, связанные с запрещенными Delta m_s=2 и разрешенными Delta m_s=1 переходами на спектрах электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) основного состояния NV- центра. Интенсивность люминесценции частиц в диапазоне 600-800 nm увеличивается с дозой облучения 5 MeV электронами и коррелирует с интегральной интенсивностью линии ЭПР с g-фактором g=4.27. Эта величина используется для оценки концентрации NV(-) центров и отбора алмазных порошков с наибольшей интенсивностью флуоресценции. Зависимость пиковой интенсивности ЭПР сигнала Delta m_s=2 перехода NV(-) центра от микроволновой мощности имеет вид кривой с насыщением и последующим спадом, и достаточно хорошо характеризует кристаллическое качество локального окружения исследуемых центров в этих частицах. Интенсивность x,y Delta m_s=1 перехода (при ~281.2 mT, 9.444 GHz) оказывается более чувствительной к изменению размера частицы в субмикронном диапазоне и появлению приповерхностных дефектов, полученных в ходе механической обработки. Ключевые слова: люминесценция, азот-вакансионные центры, синтетический алмаз, нанокристаллы, электронный парамагнитный резонанс.
  1. H.C. Chang, W.W.W. Hsiao, M.C. Su. Fluorescent nanodiamonds. (John Wiley \& Sons, Hoboken-Chichester-Oxford, 2019)
  2. S.J. Yu, M.W. Kang, H.C. Chang, K.M. Chen, Y.C. Yu. J. Am. Chem. Soc., 127 (50), 17604 (2005). DOI: 10.1021/ja0567081
  3. R. Schirhagl, K. Chang, M. Loretz, C.L. Degen. Annu. Rev. Phys. Chem., 65, 83 (2004). DOI: 10.1146/annurev-physchem-040513-103659
  4. O. Shenderova, G. McGuire. Biointerphases, 10, 030802 (2015). DOI: 10.1116/1.4927679
  5. A.I. Shames, V.Y. Osipov, H.J. von Bardeleben, J.P. Boudou, F. Treussart, A.Y. Vul'. Appl. Phys. Lett., 104 (6), 063107 (2014). DOI: 10.1063/1.4865205
  6. A.I. Shames, V.Y. Osipov, J.P. Boudou, A.M. Panich, H.J. von Bardeleben, F. Treussart, A.Y. Vul'. J. Phys. D: Appl. Phys., 48 (15), 155302 (2015). DOI: 10.1088/0022-3727/48/15/155302
  7. J.H.N. Loubser, J.A. van Wyk. Rep. Prog. Phys., 41, 1201 (1978). DOI: 10.1088/0034-4885/41/8/002
  8. A.M. Zaitsev Optical properties of diamond: A data handbook. (Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York, 2001). DOI: 10.1007/978-3-662-04548-0
  9. G. Davies, M.F. Hamer. Proc. R. Soc. Lond. A. Math. Phys. Sci., 348 (1653), 285 (1976). DOI: 10.1098/rspa.1976.0039
  10. V.Y. Osipov, F. Treussart, S.A. Zargaleh, K. Takai, F.M. Shakhov, B.T. Hogan, A. Baldycheva. Nanoscale Res. Lett., 14 (1), 1 (2019). DOI: 10.1186/s11671-019-3111-y
  11. G.K. Walters, T.L. Estle. J. Appl. Phys., 32, 1854 (1961). DOI: 10.1063/1.1728252
  12. T. Rosskopf, A. Dussaux, K. Ohashi, M. Loretz, R. Schirhagl, H. Watanabe, S. Shikata, K.M. Itoh, C.L. Degen. Phys. Rev. Lett., 112, 147602 (2014). DOI: 10.1103/PhysRevLett.112.147602
  13. D.W. Boukhvalov, V.Y. Osipov, K. Takai. Phys. Chem. Chem. Phys., 23, 14592 (2021). DOI: 10.1039/D0CP05914E
  14. V.Y. Osipov, F.M. Shakhov, K.V. Bogdanov, K. Takai, T. Hayashi, F. Treussart, A. Baldycheva, B.T. Hogan, C. Jentgens. Nanoscale Res. Lett., 15 (1), 1 (2020). DOI: 10.1186/s11671-020-03433-7
  15. M.W. Doherty, V.V. Struzhkin, D.A. Simpson, L.P. McGuinness, Y. Meng, A. Stacey, T.J. Karle, R.J. Hemley, N.B. Manson, L.C.L. Hollenberg, S. Prawer. Phys. Rev. Lett., 112 (4), 047601 (2014). DOI: 10.1103/PhysRevLett.112.047601
  16. D.A. Broadway, B.C. Johnson, M.S.J. Barson, S.E. Lillie, N. Dontschuk, D.J. McCloskey, A. Tsai, T. Teraji, D.A. Simpson, A. Stacey, J.C. McCallum, J.E. Bradby, M.W. Doherty, L.C.L. Hollenberg, J.-P. Tetienne. Nano Lett., 19 (7), 4543 (2019). DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b01402
  17. V.Y. Osipov, F.M. Shakhov, N.N. Efimov, V.V. Minin, S.V. Kidalov, A.Y. Vul'. Solid State Phys., 59 (6), 1146 (2017). DOI: 10.1134/S1063783417060191
  18. W.V. Smith, P.P. Sorokin, I.L. Gelles, G.J. Lasher. Phys. Rev., 115, 1546 (1959). DOI: 10.1103/PhysRev.115.1546
  19. B.R. Smith, D.W. Inglis, B. Sandnes, J.R. Rabeau, A.V. Zvyagin, D. Gruber, C.J. Noble, R. Vogel, E. Osawa, T. Plakhotnik. Small, 5, 1649 (2009). DOI: 10.1002/smll.200801802
  20. V.Y. Osipov, A.I. Shames, T. Enoki, K. Takai, M.V. Baidakova, A.Y. Vul'. Diam. Relat. Mat., 16 (12), 2035 (2007). DOI: 10.1016/j.diamond.2007.06.003
  21. S. Sotoma, D. Terada, T.F. Segawa, R. Igarashi, Y. Harada, M. Shirakawa. Sci. Rep., 8 (1), 1 (2018). DOI: 10.1038/s41598-018-23635-5
  22. A Gali. Nanophotonics, 8 (11), 1907 (2019). DOI: 10.1515/nanoph-2019-0154
  23. S.D. Subedi, V.V. Fedorov, J. Peppers, D.V. Martyshkin, S.B. Mirov, L. Shao, M. Loncar. Opt. Mater. Express, 9 (5), 2076 (2019). DOI: 10.1364/OME.9.002076
  24. M.W. Doherty, N.B. Manson, P. Delaney, F. Jelezko, J. Wrachtrup, L.C.L Hollenberg. Phys. Rep., 528 (1), 1 (2013). DOI: 10.1016/j.physrep.2013.02.001
  25. A.I. Shames, V.Y. Osipov, H.J. von Bardeleben, A.Y. Vul'. J. Phys.: Condens. Matter., 24 (22), 225302 (2012). DOI: 10.1088/0953-8984/24/22/225302
  26. S. Felton, A.M. Edmonds, M.E. Newton, P.M. Martineau, D. Fisher, D.J. Twitchen, J.M. Baker. Phys. Rev. B., 79 (7), 075203 (2009). DOI: 10.1103/PhysRevB.79.075203
  27. M.W. Doherty, N.B. Manson, P. Delaney, L.C.L. Hollenberg. New J. Phys., 13 (2), 025019 (2011). DOI: 10.1088/1367-2630/13/2/025019
  28. A.I. Shames, V.Y. Osipov, K.V. Bogdanov, A.V. Baranov, M.V. Zhukovskaya, A. Dalis, S.S. Vagarali, A. Rampersaud. J. Phys. Chem. C., 121 (9), 5232 (2017). DOI: 10.1021/acs.jpcc.6b12827
  29. I. Rehor, J. Slegerova, J. Kucka, V. Proks, V. Petrakova, M.-P. Adam, F. Treussart, S. Turner, S. Bals, P. Sacha, M. Ledvina, A.M. Wen, N.F. Steinmetz, P. Cigler. Small, 10 (6), 1106 (2014). DOI: 10.1002/smll.201302336
  30. S. Haziza, N. Mohan, Y. Loe-Mie, A.M. Lepagnol-Bestel, S. Massou, M.P. Adam, X.L. Le, J. Viard, C. Plancon, R. Daudin, P. Koebel, E. Dorard, C. Rose, F.-J. Hsieh, C.-C. Wu, B. Potier, Y. Herault, C. Sala, A. Corvin, B. Allinquant, H.-C. Chang, F. Treussart, M. Simonneau. Nat. Nanotechnol., 12 (4), 322 (2017). DOI: 10.1038/nnano.2016.260

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme