金刚石材料的ESR研究

波谱学杂志 ›› 1996, Vol. 13 ›› Issue (3): 267-275.

金刚石材料的ESR研究

周建威¹, 杨保联¹, 胡红兵¹, 李丽云¹, 裘鉴卿¹, 曾凡明¹, 郭丸皋¹, 詹如娟¹, 陈丰¹, 叶朝辉¹, 贺萍², 陆君涛²

1. 中国科学院武汉物理研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室, 武汉 430071;
2. 武汉大学化学系, 武汉 430072

收稿日期:1995-06-14 出版日期:1996-06-05 发布日期:2018-01-17
基金资助:
第三世界科学院科学基金93-023 RG/CHE/AS项目和国家自然科学基金资助项目

ESR STUDY OF THE NATURAL DIAMONDS AND THE DIAMOND-LIKE MATERIALS

Zhou Jianwei¹, Yang Baolian¹, Hu Hongbing¹, Li Liyun¹, Qiu Jiangqing¹, Zeng Fanming¹, Guo Jiugao¹, Zhan Rujuan¹, Chen Feng¹, Ye Chaohui¹

1. State Key Laboratory of Magnetic Resonance and Atomic and Molecular Physics, Wuhau Iastitute of Physics, The Chinese Academy Sciences, Wuhan 430071;
2. Department of Chemistry, Wuhan University, Wuhan 430070

Received:1995-06-14 Online:1996-06-05 Published:2018-01-17

摘要/Abstract

摘要： 用ESR方法对照研究了中国出产的五颗天然金刚石单晶,四颗人造金刚石单晶和两个化学沉积金刚石膜(CVD)等固体材料.发现I_b型天然金刚石中有四种a_N各向异性的N-中心自由基和一种C-中心自由基;而I_aB3型的未配对电子定域在N3型杂质中心的π^*反键轨道上;I_b型人造金刚石含有少量Ni,Fe等顺磁元素造成ESR线增宽,仅可观察到二重或三重裂分;在不同金刚石膜中.c-中心自由基的浓度可以相差很大.而低浓度的N-中心自由基的浓度相对变化较小;所观察到的C-中心自由基的两个卫星峰(a_H=7.2×10^-4T)是金刚石膜中¹H存在的直接证据.结果表明ESR方法是金刚石及类金刚石材料的一种快捷而有效的表征方法.

关键词: 金刚石, 金刚石类材料, ESR

Abstract: Five single crystals of the natural diamonds,four Synthetic diamonds and two diamond-like films (PCVD film) have been investigated by means of ESR method. The results show that there are four kinds of N-center free radicals and one kind of C-center free radical in the I_b type natural diamonds, and the unpaired electron is located on an antibonding orbital of the N3 impurity center in the I_aB3 type natural diamonds.The ESR spectra of the I_b type synthetic diamonds are similar to the natural diamonds,except that the linewidthes are broader since they contain some paramagnetic elements,such as Ni,Fe,etc.For diamond films,the concentration of the C-center free radicals varies greatly. however,the concentration of the N-center free radicals,which are usually quite low in diamond-like films, varies relative slightly.Finally,the two satellite peaks of the C-center free radicals are found to be the direct evidence of the existence of hydrogen atoms in the PCVD films.

Key words: Diamond, Diamond-like material, ESR

周建威, 杨保联, 胡红兵, 李丽云, 裘鉴卿, 曾凡明, 郭丸皋, 詹如娟, 陈丰, 叶朝辉, 贺萍, 陆君涛. 金刚石材料的ESR研究[J]. 波谱学杂志, 1996, 13(3): 267-275.

Zhou Jianwei, Yang Baolian, Hu Hongbing, Li Liyun, Qiu Jiangqing, Zeng Fanming, Guo Jiugao, Zhan Rujuan, Chen Feng, Ye Chaohui. ESR STUDY OF THE NATURAL DIAMONDS AND THE DIAMOND-LIKE MATERIALS[J]. Chinese Journal of Magnetic Resonance, 1996, 13(3): 267-275.

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