Секундная фосфоресценция синтетических HPHT-бриллиантов
Спирина А.В.
1, Соломонов В.И.
1, Попов М.П.
2, Иванов М.А.
1, Купцова В.В.
11Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики УрО РАН, Екатеринбург, Россия
2Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уральский Государственный Горный Университет»
Email: rasuleva@iep.uran.ru, plasma@iep.uran.ru, popovm1@yandex.ru, jackalik@inbox.ru, victoria.kuptsova@gmail.com
Поступила в редакцию: 20 ноября 2025 г.
В окончательной редакции: 22 ноября 2025 г.
Принята к печати: 2 декабря 2025 г.
Выставление онлайн: 30 января 2026 г.
При комнатной температуре в воздухе исследовалась импульсная катодолюминесценция ограненных и отшлифованных алмазов (бриллиантов), синтезированных методом high pressure high temperature (HPHT), возбуждаемая импульсным электронным пучком. Спектры люминесценции всех бриллиантов содержат одну неэлементарную полосу, максимум которой варьируется в диапазоне от 490 до 504 nm. После выключения электронного пучка наблюдается секундная фосфоресценция с центром при 489 nm. Изучалась кинетика затухания люминесценции на длинноволновом крыле полосы при 520 nm. Были получены пять характерных времен, три из которых, τ_1=0.18, τ2=2 и τ3=18 ms, относятся к кинетике A-полосы, а два остальных, τ4=190 ms и τ5=4.5 s, связаны с излучением молекулы C2. Она образуется из междоузельных атомов углерода под действием высоких давлений и температур при HPHT-синтезе алмазов и внедрением их в пустоты с тетраэдрической и гексагональной симметрией. Ключевые слова: импульсная катодолюминесценция, искусственный бриллиант, HPHT-алмаз, спектр, междоузельный атом углерода, кинетика, длительное свечение.
- Diamond: Genesis, Mineralogy and Geochemistry, v. 88 / Eds K. Smit, S. Shirey, G. Pearson, T. Stachel, F. Nestola, T. Moses. Walter de Gruyter GmbH \& Co KG (2025)
- B. Dischler. Handbook of Spectral Lines in Diamond, v. 1: Tables and Interpretations. Springer Science \& Business Media, London--New York (2012)
- Г.Н. Безруков, Г.Б. Бокий, Ю.А. Клюев, А.М. Налетов, В.И. Непша. Природные и синтетические алмазы. Наука, М. (1986)
- С.Г. Михайлов, В.И. Соломонов. Оптика и спектроскопия 80, 5, 781 (1996)
- Е.И. Липатов, В.М. Лисицын, В.И. Олешко, В.Ф. Тарасенко. Изв. ВУЗов. Физика 50, 1, 53 (2007). [E.I. Lipatov, V.M. Lisitsyn, V.I. Oleshko, V.F. Tarasenko. Russ. Phys. J. 50, 1, 52 (2007). https://doi.org/10.1007/s11182-007-0005-8]
- В.П. Миронов. В сб.: Труды IX международной школы-семинара по люминесценции и лазерной физике / Под ред. С.Н. Багаева, Н.А. Борисевича, Е.Ф. Мартыновича. Иркутский государственный университет, Иркутск (2005). С. 102
- А.И. Бахтин, Б.С. Горобец. Оптическая спектроскопия минералов и руд и ее применение в геологоразведочных работах. Изд. Казанского университета, Казань (1992)
- Е.Ф. Мартынович, Л.В. Морожникова, И.А. Парфианович. ФТТ 15, 4, 927 (1973)
- J. Zhao, B.L. Green, M.E. Newton, B.G. Breeze. Phys. Rev. B 108, 16, 165203 (2023)
- В.А. Чантурия, И.Ж. Бунин, Г.П. Двойченкова, О.Е. Ковальчук. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых 2, 109 (2016)
- О.Г. Лысенко, В.И. Грушко, Е.И. Мицкевич, Г.Д. Ильницкая, А.Ю. Бояринцев, Ю.Д. Онуфриев, В.Ф. Попов, Л.Г. Левчук, Н.М. Козючиц, М.С. Русецкий, В.В. Лысаковский, С.А. Ивахненко. Надтвердi матерiали 1, 23 (2019)
- Ф.А. Степанов, А.С. Емельянова, А.Л. Ракевич, В.П. Миронов, Д.А. Зедгенизов, В.С. Щацкий, Е.Ф. Мартынович. Изв. РАН: Сер. Физ. 81, 9, 1220 (2017). [F.A. Stepanov, A.S. Emelyanova, A.L. Rakevich, V.P. Mironov, D.A. Zedgenizov, V.S. Shatskiy, E.F. Martynovich. Bull. RAS: Phys. 81, 9, 1099 (2017).]
- V.I. Solomonov, S.G. Michailov, A.I. Lipchak, V.V. Osipov, V.G. Shpak, S.A. Shunailov, M.I. Yalandin, M.R. Ulmaskulov. Laser Phys. 16, 1, 126 (2006). https://doi.org/10.1134/S1054660X06010117
- В.И. Соломонов, А.В. Спирина, А.С. Макарова, А.И. Липчак, А.В. Спирин, В.В. Лисенков. Оптический журнал 89, 12, 46 (2022). [V.I. Solomonov, A.V. Spirina, A.S. Makarova, A.I. Lipchak, A.V. Spirin, V.V. Lisenkov. J. Optic. Technol. 89, 12, 728 (2022).]
- Е.А. Васильев. Дефектообразование в алмазе на разных этапах кристаллогенеза. Автореф. докт. дисс. Санкт-Петербургский горный университет, СПб (2021).
- В.К. Баженов, И.М. Викулин, А.Г. Гонтарь. ФТП 19, 8, 1345 (1985). [V.K. Bazhenov, I.M. Vikulin, A.G. Gontar. Sov. Phys. Semicond.-USSR 19, 8, 829 (1985).]
- В.С. Вавилов, А.А. Гиппиус, Е.А. Конорова. Электронные и оптические процессы в алмазе. Наука, М. (1985)
- Р. Пирс, А. Гейдон. Отождествление молекулярных спектров. Изд. иностранной литературы, М. (1949). [R.W.B. Pearse, A.G. Gaydon. The Identification of Molecular Spectra. Chapman \& Hall Ltd., London (1941).]