Инд. авторы:	Елисеев А.П, Афанасьев В.П., Угапьева С.С.
Заглавие:	Особенности оптического поглощения импактного алмаза
Библ. ссылка:	Елисеев А.П, Афанасьев В.П., Угапьева С.С. Особенности оптического поглощения импактного алмаза // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2019. - Т.16. - № 1. - С.55-61. - ISSN 1811-1416.
Внешние системы:	DOI: 10.25712/ASTU.1811-1416.2019.01.008; РИНЦ: 37239604;
Реферат:	eng: Impact diamonds are the result of a direct graphite-to-diamond phase and are polycrystalline low-nitrogen diamonds consisting of nanosized blocks of cubic and hexagonal diamond (lonsdaleite) with a correlated orientation. Using Raman spectroscopy, two groups of translucent samples of impact diamond from the Popigai meteorite crater were selected: with and without lonsdaleite, the contribution of lonsdaleite was estimated. In low-nitrogen diamond single crystals grown at high pressures and temperatures, the fundamental absorption edge of about 5.5 eV is determined by direct resolved electronic transitions. In all polycrystalline nanosized impact diamonds, the absorption edge is blurred and described by the Urbach rule corresponding to the case of electronic transitions between the "tails" of the valence and conduction bands. An additional step in the range of 3-4 eV is associated with the band-to-band transitions in lonsdaleite grains and position of this step is in good agreement with the results of calculations from the first principles. Some impact diamonds with lonsdaleite present vibronic systems with zero-phonon lines near 676, 721, 775 and 838 nm, previously unknown. The results are in better agreement with the model of impact diamond as a mechanical mixture of cubic and hexagonal diamonds. rus: Импактные алмазы - это результат прямого перехода графитàалмаз и представляют собой поликристаллические малоазотные алмазы, состоящие из наноразмерных блоков кубического и гексагонального алмаза (лонсдейлита) с коррелированной ориентировкой. Используя спектроскопию КРС, отобраны две группы прозрачных образцов импактного алмаза из Попигайского метеоритного кратера: с лонсдейлитом и без него, оценен вклад лонсдейлита. В малоазотных монокристаллах алмаза, выращенных при высоких давлениях и температурах, край фундаментального поглощения около 5.5 эВ определяется прямыми разрешенными электронными переходами. Во всех поликристаллических наноразмерных импактных алмазах край поглощения размыт и описывается правилом Урбаха, соответствующим случаю электронных переходов между «хвостами» зон валентной и проводимости. Дополнительная ступенька в диапазоне 3-4 эВ связывается с переходами зона-зона в зернах лонсдейлита и положение этой ступеньки хорошо согласуется с результатами расчетов из первых принципов. В некоторых импактных алмазах с лонсдейлитом присутствуют электронно-колебательные системы с бесфононными линиями 676, 721, 775 и 838 нм, ранее неизвестные. Результаты работы лучше согласуются с моделью импактного алмаза как механической смеси кубического и гексагонального алмазов.
Ключевые слова:	импактный алмаз; Raman scattering; Urbach rule; optical absorption; lonsdaleite; cubic and hexagonal diamond; Impact diamond; правило Урбаха; комбинационное рассеяние света; оптическое поглощение; лонсдейлит; кубический и гексагональный алмаз;
Издано:	2019
Физ. характеристика:	с.55-61
Цитирование:	1. Вдовыкин Г.П. Углеродное вещество метеоритов (органические соединения, алмазы, графит). - М.: Наука, 1970. - 272 с. 2. Ерофеев М.В., Лачинов П.А. Ново-Урейский метеорит // Журнал Русского физико-химического общества. - 1888. - Т.XX. - С. 185-213. 3. Foote A.E. Meteoritic iron of Canyon Diablo // Amer. J. Sci. - 1891. - V.42. - P. 413-417. 4. Рост Р., Долгов Ю.А., Вишневский С.А. Газовые включения в импактных стеклах из кратера Рис (Германия) и находки высокобарических полиморфов углерода // Доклады АН СССР. - 1978. - Т.241, №3. - С. 695-698. 5. Масайтис В.Л., Футергендлер С.И., Гневушев М.А. Алмазы в импактитах Попигайского метеоритного кратера // Труды Всесоюзного минералогич.общества. - 1972. - Т.1. - С. 108-112. 6. Вальтер A.A, Еременко Г.К., Квасница В.Н., Полканов Ю.А., Удано-метаморфные минералы углерода. - Киев: Наукова Думка, 1992. - 172 с. 7. Ohfuji H., Irifune T., Litasov K., Yamashita T., Isobe F., Afanasiev V., Pokhilenko N. Natural occurrence of pure nanopolycrystaline diamond from impact crater // Scientific Reports. - 2015. - P. 14702. 8. Сохор М.И., Футергендлер С.И. Агрегаты кубический алмаз-лонсдейлит: рентгеноструктурное исследование // Кристаллография. - 1974. - Т.19, №4. - С. 759-762. 9. Bundy F.P.,Kasper J.S. Hexagonal diamond-A new form of Carbon // J. Chem. Phys. - 1967. - V.46. - P. 3437-3446. 10. Nemeth P., Garvie L.A.J., Aoki T., Dubrovinskaia N., Dubrovinsky L., Buseck P.R. Lonsdaleite is faulted and twinned cubic diamond and does not exist as a discrete material // Nature communication. - 2014. - article N5. - DOI: 10.1038/ncomms6447. 11. Pan Z., Sun H., Zhang Y., Chen C. Harder than Diamond: Superior Indentation Strength of Wurtzite BN and Lonsdaleite // Phys. Rev.Letters. - 2009. - V.102. - P. 055503. 12. Zaitsev A.M., Optical Properties of Diamonds. A Data Handbook. - Berlin: Springer-Verlag, 2001. - 502 p. 13. Denisov V.N., Mavrin B.N., Serebryanya N.R., et al. First-principles, UV Raman, X-ray diffraction and TEM study of the structure and lattice dynamics of the diamond-lonsdaleite system // Diam. Relat. Mater. - 2011. - V.20. - P. 951-956. 14. Goryainov S.V., Likhacheva A.Y., Rashchenko S.V. et al. Raman identification of lonsdaleite in Popigai impactites // J. Raman Spectrosc. - 2014. - V.45. - P. 305-313. 15. Osswald S., Mochalin V.N., Havel M., Yushin G., Gogotsi Y. Phonon confinement effects in the Raman spectrum of nanodiamond // Phys. Rev. B. - 2009. - V.80. - P. 075419. 16. Chung P.-H., Perevedentseva E., Cheng C.-L, The particle size-dependent photoluminescence of nanodiamonds // Surface Science. - 2007. - V.601. - P. 3866-3870. 17. Kurik M.V., Urbach rule // Phys. Stat. Sol. (a). - 1971. - V.8. - P. 3-45. 18. Kunets V.P., Kulish N.R, Kunets Vas.P., Lisitsa M.P. Urbach’s rule peculiarities in structures with CdSxSe1-x nanocrystals // Semiconductor Physics, Quantum Electronics and Optoelectronics. - 2002. - V.5. - P. 9-15. 19. Turko B.I., Kapustyanyk V.B., Rudyk V.P., et al. Manifestation of size effect in behavior of the intrinsic absorption edge of nanostructured polycrystalline zinc oxide thin films // J. Appl. Spectroscopy. - 2007. - V.74. - P. 310-312. 20. Yelisseyev A., Meng GS, Afanasyev V. et al. Optical properties of impact diamonds from the Popigai astrobleme // Diam. Rel. Mat. - 2013. - V.37. - P. 8-16. 21. Wen B., Zhao J., Bucknum M.J., Yao P., Li T. First-principles studies of diamond polytypes // Diamond Rel. Mat. - 2008. - V.17. - P. 356-364. 22. Yelisseyev A.P., Khrenov A. Ya., Afanasiev V. P. Photoluminescence spectra of impact diamonds formed by solid-state graphite-to-diamond transition // JOSA. B. - 2016. - V.33, No.3. - P. B43-B48.