Патенты автора ТВИТЧЕН Дэниэл Джеймс (GB)
Изобретение относится к технологии обработки монокристаллического CVD-алмазного материала. Описан способ введения NV-центров в монокристаллический CVD-алмазный материал. Одна стадия способа включает облучение алмазного материала, который содержит одиночный замещающий азот Ns 0, для введения изолированных вакансий в алмазный материал в концентрации 0,05-1 ppm. Другая стадия включает отжиг облученного алмазного материала при температуре 700-900°С для формирования NV-центров из, по меньшей мере, некоторых из дефектов одиночного замещающего азота и введенных изолированных вакансий. Данная обработка алмазного материала максимизирует получение NV-центров, сводя к минимуму другие нежелательные дефекты, что позволяет использовать его в спинтронных и связанных с цветом применениях, в частности для применений в фантазийных бледно-розовых синтетических драгоценных камнях или окрашенных фильтрах. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил., 12 табл.
Изобретение относится к производству монокристаллического алмазного материала химическим осаждением из газовой фазы (CVD), который используется в оптических, механических, люминесцентных и/или электронных устройствах. Алмазный слой содержит сетку непараллельных взаимно пересекающихся дислокаций, как это видно на рентгеновском топографическом изображении сечения или в условиях люминесцентной методики, причем слой имеет толщину, равную или большую чем 1 мкм, сетка непараллельных дислокаций простирается по объему, составляющему, по меньшей мере, 30% от полного объема алмазного слоя, и при этом сетка непараллельных дислокаций содержит первый набор дислокаций, распространяющихся в первом направлении через алмазный слой, и второй набор дислокаций, распространяющихся во втором направлении через алмазный слой, причем угол между первым и вторым направлениями находится в пределах от 40° до 100°, как это видно на рентгеновском топографическом изображении сечения или в условиях люминесцентной методики. Изобретение позволяет контролировать тип и/или направление дислокаций в алмазном материале для воздействия на оптические и/или электронные свойства устройств на его основе и оптимизировать их для конкретного желаемого приложения. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 8 ил., 2 табл., 3 пр.
Изобретение относится к технологии производства окрашенных алмазных материалов, которые могут найти применение в качестве драгоценных камней или режущих инструментов. Способ включает этапы выращивания монокристаллического алмазного материала по CVD-технологии, причем алмазный материал имеет концентрацию одиночных замещающих атомов азота [Ns 0] менее 1 ppm, исходный CVD-алмазный материал является бесцветным, или если не бесцветным, то по градации цвета коричневым или желтым, и если является коричневым по градации цвета, то имеет уровень G (коричневый) градации цвета или лучше для алмазного камня массой 0,5 карата с круглой бриллиантовой огранкой, и если является желтым по градации цвета, то имеет уровень Т (желтый) градации цвета или лучше для алмазного камня массой 0,5 карата с круглой бриллиантовой огранкой, и облучение исходного CVD-алмазного материала электронами, чтобы ввести изолированные вакансии в алмазный материал так, что произведение общей концентрации вакансий × длину пути, [Vт]×L, в облученном алмазном материале на этом этапе или после дополнительной обработки после облучения, включающей отжиг облученного алмазного материала при температуре по меньшей мере 300°С и не более 600°С, составляет по меньшей мере 0,072 ppm·см и не более 0,36 ppm·см. В результате алмазный материал становится фантазийным бледно-синим или фантазийным бледным сине-зеленым по цвету. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл., 9 пр.
Изобретение может быть использовано при получении ювелирных алмазов. Способ введения NV-центров в монокристаллический CVD-алмазный материал включает следующие стадии: облучение CVD-алмазного материала, который содержит одиночный замещающий азот, для введения изолированных вакансий в концентрации по меньшей мере 0,05 ppm и самое большее 1 ppm; отжиг облученного алмаза для формирования NV-центров из по меньшей мере некоторых из дефектов одиночного замещающего азота и введенных изолированных вакансий. Изобретение позволяет получить розовый CVD-алмазный материал и CVD-алмазный материал со спинтронными свойствами. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 12 табл., 7 ил.
Изобретения могут быть использованы в химической и ювелирной промышленности. Алмазный материал, легированный азотом, полученный по технологии CVD, или представляющий собой монокристалл или драгоценный камень, проявляет различие абсорбционных характеристик после воздействия излучения с энергией по меньшей мере 5,5 эВ, в частности УФ-излучения, и термической обработки при температуре 798 К. Дефекты в алмазный материал вводят, облучая его электронами, нейтронами или гамма-фотонами. После облучения различие абсорбционных характеристик сокращается. Облучённый алмазный материал имеет коэффициент поглощения менее 0,01 см-1 при 570 нм и способен изменять свой цвет. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 7 ил., 11 табл., 15 пр.
Изобретение относится к технологии получения монокристаллического алмазного материала для электроники и ювелирного производства. Способ включает выращивание монокристаллического алмазного материала методом химического осаждения из паровой или газовой фазы (CVD) на главной поверхности (001) алмазной подложки, которая ограничена по меньшей мере одним ребром <100>, длина упомянутого по меньшей мере одного ребра <100> превышает наиболее длинное измерение поверхности, которое является ортогональным упомянутому по меньшей мере одному ребру <100>, в соотношении по меньшей мере 1,3:1, при этом монокристаллический алмазный материал растет как по нормали к главной поверхности (001), так и вбок от нее, и во время процесса CVD значение α составляет от 1,4 до 2,6, где α=(√3×скорость роста в <001>) ÷ скорость роста в <111>. Изобретение позволяет получать имеющие большую площадь алмазные материалы с низкой плотностью дислокаций. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил., 3 пр.
Изобретение относится к технологии производства синтетического алмазного материала, который может быть использован в электронных устройствах. Алмазный материал содержит одиночный замещающий азот
(
N
s
0
)
в концентрации более примерно 0,5 ч/млн и имеющий такое полное интегральное поглощение в видимой области от 350 нм до 750 нм, что по меньшей мере примерно 35% поглощения приписывается
N
s
0
. Алмазный материал получают путем химического осаждения из паровой или газовой фазы (CVD) на подложку в среде синтеза, содержащей азот в атомной концентрации от примерно 0,4 ч/млн до примерно 50 ч/млн, при этом газ-источник содержит: атомную долю водорода, Hf, от примерно 0,40 до примерно 0,75; атомную долю углерода, Cf, от примерно 0,15 до примерно 0,30; атомную долю кислорода, Of, от примерно 0,13 до примерно 0,40; причем Hf+Cf+Of=1; отношение атомной доли углерода к атомной доле кислорода, Cf:Of, удовлетворяет соотношению примерно 0,45:1<Cf:Of< примерно 1,25:1; а газ-источник содержит атомы водорода, добавленные в виде молекул водорода, Н2, при атомной доле общего числа присутствующих атомов водорода, кислорода и углерода между 0,05 и 0,40; при этом атомные доли Hf, Cf и Of представляют собой доли от общего числа атомов водорода, кислорода и углерода, присутствующих в газе-источнике. Изобретение позволяет получать алмазный материал с относительно высоким содержанием азота, который равномерно распределен, и который свободен от других дефектов, что обеспечивает его электронные свойства. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 11 ил., 6 пр.
Изобретение относится к технологии получения цветных алмазных материалов, которые могут быть использованы в ювелирной промышленности. Монокристаллический алмазный материал, который был выращен методом CVD и имеет концентрацию одиночного замещающего азота
менее 5 ppm облучают, чтобы ввести изолированные вакансии V в, по меньшей мере, часть предусмотренного CVD-алмазного материала так, чтобы общая концентрация изолированных вакансий [VT] в облученном алмазном материале была, по меньшей мере, больше (а) 0,5 ppm и (b) на 50% выше чем концентрация
в ppm в предусмотренном алмазном материале, после чего проводят отжиг облученного алмазного материала для формирования цепочек вакансий из, по меньшей мере, некоторых из введенных изолированных вакансий, при температуре, по меньшей мере, 700°С и самое большее 900°С в течение периода, по меньшей мере, 2 часа, при этом стадии облучения и отжига снижают концентрацию изолированных вакансий в алмазном материале, за счет чего концентрация изолированных вакансий в облученном и отожженном алмазном материале составляет <0,3 ppm. В процессе такой обработки алмазы приобретают фантазийно оранжевый цвет. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил., 4 табл.