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發布時間:2017-02-09 09:52:38

  本次研究樣品共4顆,其中天然金剛石樣品2顆(樣品HD-502和LW-8),分別來自湖南砂礦和遼寧瓦房店原生礦床,顏色分別為黃色和褐色;俄羅斯高溫高壓合成金剛石樣品1顆(樣品HR-S4),顏色為深黃色;實驗室CVD合成金剛石1顆(樣品CVD-2),顏色為無色-淺灰色。四顆金剛石重0.08-0.14ct,均透明,形狀為不規則扁平狀或近正方形扁平狀。
  拉曼光譜
  一般天然金剛石的本征峰位為1331~1346cm-1, 理論上完美的金剛石的本征峰位為1332.5cm-1 ,該峰位與諸多因素有關,如金剛石的來源、晶格完美性、測試時的室溫以及金剛石中同位素含量的影響,通常若金剛石的本征峰位移值越高,則金剛石的結構越偏離立方結構,即其中的內應力越大。由圖4、表2可知,四個樣品均存在極強的金剛石sp3C結構的1332.5cm-1的本征峰,但峰位均向高波數段移了3~4cm-1 ,均存在一定的內應力,除樣品高溫高壓合成金剛石中內應力稍小外(1335.87cm-1),其它三個樣品中內應力均較大, 本征峰位在1336cm-1左右,最大的為湖南金剛石(1336.77cm-1)。
圖4  金剛石的拉曼光譜

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  拉曼本征峰半高寬主要與其內部存在的微區晶格缺陷有關, 如分散的雜質、點缺陷等,天然完美的金剛石可低至1.5cm-1,CVD生長的單晶金剛石膜也可低至1.6~1.8cm-1。從表2中可知,四個樣品的拉曼 本征峰半高寬在10~14cm-1, 均存在較多晶格缺陷,其中樣品HD-502的本征峰半高寬達14.01cm-1,可見其中晶格缺陷較大或由于晶格缺陷引起的微區域應力較大,這與紅外測試時該樣品中片晶氮尺寸較大或由 此引起的應力較大結果一致。
  樣品CVD-2還存在3124cm-1、1436cm-1寬峰,有研究資料表明3124cm-1峰屬于1580cm-1附近石墨晶格振動G峰的倍頻峰。1436cm-1 寬帶與非晶態碳有關,在CVD金剛石中較常見,且此處峰的散射強度也較明顯,說明實驗合成CVD金剛石相仍不純。有資料顯示,該非晶碳的無序結構為氫化的四面體非晶碳,說明與合成CVD鉆石時加入的H2有關。

       以上就是金剛石的晶體質量評定探究之拉曼光譜研究!

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