Патенты автора ХАН Ризван Уддин Ахмад (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 технологии получения монокристаллического, полученного химическим осаждением из газовой фазы (ХОГФ), синтетического алмазного материала, который может быть использован в качестве квантовых датчиков, оптических фильтров, частей инструментов для механической обработки и исходного материала для формирования окрашенных драгоценных камней. Алмазный материал имеет общую концентрацию азота непосредственно после выращивания, равную или превышающую 5 ч./млн, и однородное распределение дефектов, которое определяется одной или более из следующих характеристик: (i) общая концентрация азота, когда она отображается масс-спектрометрией вторичных ионов (МСВИ) по площади, равной или превышающей 50×50 мкм, используя область анализа 10 мкм или менее, обладает поточечной вариацией менее чем 30% от среднего значения общей концентрации азота, или когда она отображается посредством МСВИ по площади, равной или превышающей 200×200 мкм, используя область анализа 60 мкм или менее, обладает поточечной вариацией менее чем 30% от среднего значения общей концентрации азота; (ii) концентрация азотно-вакансионных дефектов (NV) непосредственно после выращивания равна или превышает 50 ч./млрд при измерении с использованием замеров УФ-видимого поглощения при 77 К, где азотно-вакансионные дефекты однородно распределены по алмазному материалу так, что при возбуждении с использованием источника лазерного излучения с длиной волны 514 нм с размером пятна равным или меньше чем 10 мкм при комнатной температуре с использованием 50 мВт лазера, работающего в непрерывном режиме, и отображаемая по площади, равной или превышающей 50×50 мкм, с интервалом данных менее 10 мкм, имеется низкая поточечная вариация, где отношение площадей интенсивностей азотно-вакансионных пиков фотолюминесценции между областями высокой интенсивности фотолюминесценции и областями низкой интенсивности фотолюминесценции составляет менее 2 для либо пика фотолюминесценции (NV0) при 575 нм, либо пика фотолюминесценции (NV-) при 637 нм; (iii) вариация в рамановской интенсивности такова, что при возбуждении с использованием источника лазерного излучения с длиной волны 514 нм (приводящему к рамановскому пику при 552,4 нм) с размером пятна, равным или меньше чем 10 мкм, при комнатной температуре с использованием 50 мВт лазера, работающего в непрерывном режиме, и отображаемая по площади, равной или превышающей 50×50 мкм, с интервалом данных менее 10 мкм, имеется низкая поточечная вариация, где отношение площадей рамановских пиков между областями низкой рамановской интенсивности и высокой рамановской интенсивности составляет меньше 1,25; (iv) концентрация азотно-вакансионных дефектов (NV) непосредственно после выращивания равна или превышает 50 ч./млрд при измерении с использованием замеров УФ-видимого поглощения при 77 К, где при возбуждении с использованием источника лазерного излучения с длиной волны 514 нм с размером пятна, равным или меньше чем 10 мкм, при 77 К с использованием 50 мВт лазера, работающего в непрерывном режиме, интенсивность при 575 нм, соответствующая NV0, превышает более чем в 120 раз рамановскую интенсивность при 552,4 нм, и/или интенсивность при 637 нм, соответствующая NV-, превышает более чем в 200 раз рамановскую интенсивность при 552,4 нм; (v) концентрация одиночных азотных дефектов замещения (Ns) равна или превышает 5 ч./млн, где одиночные азотные дефекты замещения однородно распределены по монокристаллическому, полученному ХОГФ, синтетическому алмазному материалу, так что используя характерное инфракрасное поглощение при 1344 см-1 и делая выборку площади больше чем площадь 0,5 мм2, вариация, выведенная делением стандартного отклонения на среднее значение, составляет менее 80%; (vi) вариация в интенсивности красной люминесценции, определенная посредством стандартного отклонения, разделенного на среднее значение, составляет менее 15%; (vii) среднее стандартное отклонение в концентрации нейтрального одиночного азота замещения составляет менее 80%; и (viii) интенсивность окраски, измеренная с использованием гистограммы изображения, полученного микроскопией, со средним уровнем яркости больше чем 50, где интенсивность окраски является однородной по монокристаллическому синтетическому алмазному материалу, так что вариация в сером цвете, характеризующаяся стандартным отклонением уровня яркости, разделенным на среднее значение уровня яркости, составляет менее 40%. Алмазный материал имеет высокое и однородное распределение общих азотных дефектов, одиночных азотных дефектов замещения Ns, азотно-вакансионных дефектов NV, не имеет полосчатости в условиях фотолюминесценции. Однородность достигается по всему алмазному материалу, выращенному в ходе одного цикла и от цикла к циклу выращивания. 19 з.п. ф-лы, 8 ил., 5 табл.
КОНТРОЛИРУЕМОЕ ОБРАЗОВАНИЕ ДИСЛОКАЦИЙ В МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОМ СИНТЕТИЧЕСКОМ АЛМАЗНОМ МАТЕРИАЛЕ // 2550197
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 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.
СИНТЕТИЧЕСКИЙ CVD АЛМАЗ // 2516574
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.
