Спектроскопия конденсированного состояния

Водородные дефекты в алмазах: исследование и определение содержания N$_3$VH с использованием масс-спектрометрии вторичных ионов и инфракрасной спектроскопии

С. Н. Шилобреева^a, Р. А. Хмельницкий^b, Б. Я. Бер^c, Д. Ю. Казанцев^c, В. А. Дравин^b, В. Ю. Прокофьев^d, C. А. Тарелкин^e, М. В. Токарев<sup>c

a</sup> Институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН, Москва, Россия
^b Физический институт им. П. Н. Лебедева Российской академии наук, Москва, Россия
^c Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия
^d Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН, Москва, Россия
^e Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов НИЦ "Курчатовский институт", Троицк, Россия

Аннотация: Концентрация водорода и дефектов N$_3$VH в природных алмазах определены с помощью методов масс-спектрометрии вторичных ионов (МСВИ) и инфракрасной (ИК) спектроскопии. Предложена методика определения концентрации водорода за счёт создания образцов сравнения непосредственно в исследуемых образцах путём прямой имплантации водорода. Установлена линейная зависимость между поглощением ИК излучения линии колебательной моды 3107 cm$^{-1}$ и определённой по МСВИ концентрацией водорода: $C_H=S^*_{\mathrm{N_3VH}}I_{3107}$, где $S^*_{\mathrm{N_3VH}}$ = (2.15 $\pm$ 1.44) $\cdot$ 10$^{17}$ cm$^{-1}$. Описаны основные содержащие водород дефекты в алмазах.

Ключевые слова: ИК спектроскопия, масс-спектрометрия вторичных ионов, алмаз, водород, дефекты N$_3$VH.

Поступила в редакцию: 27.01.2025
Исправленный вариант: 30.04.2025
Принята в печать: 04.06.2025

DOI: 10.61011/OS.2025.06.60914.7571-25

Реферативные базы данных:

•