Влияние дозы облучения электронами на суперлюминесценцию NV, C:HPHT-алмаза

Аннотация: Проведено исследование спектрально-временных свойств NV-центров в алмазных пластинах, изготовленных из одного НРНТ-кристалла, но подвергнутых различным дозам облучения электронами в процессе постростовой обработки. Образцы 52734-1 и 52734-2 с примерно одинаковой концентрацией азота на уровне около 60 ppm были подвергнуты дозам облучения 1 x 1018 и 2 x 1018 е^–/см² соответственно. Особое внимание уделялось влиянию дозы облучения на концентрацию NV-центров и связанным с этим изменениям спектральных и временных свойств суперлюминесценции при одинаковых условиях оптического возбуждения лазерным излучением с длиной волны 532 нм. Анализ спектров поглощения показал, что удвоение дозы облучения привело к увеличению концентрации NV^–-центров в 1.4 раза – с 7.7 до 10.9 ppm, при соответствующем снижении концентрации изолированных центров азота – С-центров – с 49 до 43 ppm. Полученные результаты продемонстрировали нелинейную зависимость роста концентрации NV-центров от дозы облучения и позволили выявить ключевые особенности образцов и условий накачки, определяющие эффективность суперлюминесценции. А именно, двухкратное увеличение дозы облучения привело к трехкратному росту интенсивности спектра и существенному уменьшению длительности импульсов суперлюминесценции. Обнаружено, что для получения эффективной суперлюминесценции важно иметь не только существенное превышение концентрации С-центров над концентрацией NV^–-центров, но важны также абсолютная концентрация NV^–-центров и такие параметры накачки, как плотность энергии импульсов накачки и величина объема в образце с инверсией населенностей.

Ключевые слова: HPHT–алмаз, С-, NV-центры, суперлюминесценция, постростовое облучение.