Defectes cristalográficos en diamants
Les imperfeccions en l'estructura cristalina del diamant són comuns. Estos defectes poden ser el resultat d'irregularitats en la seua estructura o d'impurees sustitucionales o intersticiales extrínsecas, introduïdes durant o despuix del creiximent del diamant. Els defectes afecten les propietats físiques del diamant i determinen el tipo de diamant al que pertany; els efectes més significatius s'observen en el color del diamant i el seu conductivitat elèctrica, segons ho explica l'estructura de bandes electròniques.
Els defectes poden detectar-se per mig de diferents tipos d'espectroscopía, incloent resonància paramagnética electrònica (EPR, per les seues sigles de l'anglés electron paramagnetic resonance), lluminiscència induïda per llum (fotoluminiscencia, PL, per les seues sigles de l'anglés photoluminescence) o per fes d'electrons (cátodoluminiscencia, CL), i l'absorció de llum en les parts infrarroja (IR), visible i ultravioleta (UV) de l'espectre. l'espectre d'absorció s'utilisa no solament per a identificar els defectes, sino també per a estimar la seua concentració; ademés, permet distinguir entre diamants naturals, sintètics o tractats.[1]
Etiquetage dels centres de diamant
Existix una tradició en la espectroscopía de diamants per a etiquetar un espectre induït per defectes en un acrònim numerat (per eixemple, GR1). Esta tradició s'ha seguit en general, encara que en algunes desviacions notables, com els centres A, B i C. No obstant, molts acrònim són confusos:[2]
- Alguns símbols són massa similars (per eixemple, 3H i H3).
- Accidentalment, es varen assignar les mateixes etiquetes a diferents centres detectats per mig de tècniques EPR i òptiques (per eixemple, el centre EPR N3 i el centre òptic N3 no tenen relació).[3]
- Mentres que alguns acrònim són llògics, com N3 (N de natural, és dir, observat en diamants naturals) o H3 (H de calfat, és dir, observat despuix d'irradiació i calfament), molts no ho són. En particular, no hi ha una distinció clara entre el significat de les etiquetes GR (radiació general), R (radiació) i TR (radiació de tipo-II).[2]
Simetria dels defectes
La simetria dels defectes en els cristals es descriu per mig dels grups puntuals. Estos diferixen dels grups espacials, que descriuen la simetria dels cristals, per l'absència de translacions, i per lo tant són molt manco numerosos. En el diamant, solament s'han observat fins ara defectes en les següents simetria: tetraèdrica (Td), tetragonal (D2d), trigonal (D3d, C3v), ròmbica (C2v), monoclínica (C2h, C1h, C2) i triclínica (C1 or CS).[2][4]
La simetria dels defectes permet predir moltes propietats òptiques. Per eixemple, l'absorció d'un fonón (infrarroig) en la ret cristalina pura del diamant està prohibida perque la ret té un centre d'inversió. No obstant, l'introducció de qualsevol defecte (inclús un «molt simètric», com un parell de substitució N-N) trenca la simetria del cristal, lo que resulta en una absorció infrarroja induïda per defectes. Esta absorció és la ferramenta més comuna per a medir les concentracions de defectes en el diamant.[2]
En el diamant sintètic creixcut per mig de la síntesis a alta pressió i alta temperatura (HPHT)[5] o per mig de deposición química de vapor (CVD, per les seues sigles de l'anglés chemical vapor deposition),[6][7] els defectes en simetria inferior a la tetraèdrica s'alineen en la direcció del creiximent. Esta alliniació també s'ha observat en arseniuro de gali,[8] per lo que no és exclusiva del diamant.
Referències
- ↑ «The detection of colour-enhanced and synthetic gem diamonds by optical spectroscopy».Diamond and Related Materials.12(10)
- 1976–1983.ISSN 0925-9635.doi:10.1016/S0925-9635(03)00262-0.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 «REVIEW: Optical absorption and luminescence in diamond».Reports on Progress in Physics.42(10)
- 1605–1659.ISSN 0034-4885.doi:10.1088/0034-4885/42/10/001.
- ↑ «Carbon-12 hyperfine interaction of the unique carbon of the P2 (ESR) or N3 (optical) centre in diamond».Journal of Physics C Solid State Physics.15(27)
- L981–L983.ISSN 0368-3516.doi:10.1088/0022-3719/15/27/007.
- ↑ Zaitsev, Alexander; Zaitsev, Alexander M. (2001). Optical Properties of Diamond : A Data Handbook (en en), Springer. ISBN 978-3-540-66582-3.
- ↑ «Alignment of Ni- and Co-related centres during the growth of high-pressure high-temperature diamond».Journal of Physics Condensed Matter.16
- 6897–6906.ISSN 0953-8984.doi:10.1088/0953-8984/16/39/022.Consultat el 2025-01-09.
- ↑ «Production of oriented nitrogen-vacancy color centers in synthetic diamond».Physical Review B.86
- 035201.ISSN 0163-1829.doi:10.1103/PhysRevB.86.035201.
- ↑ «EPR of a defect in CVD diamond involving both silicon and hydrogen that shows preferential alignment».Physical Review B.82
- 155205.ISSN 0163-1829.doi:10.1103/PhysRevB.82.155205.
- ↑ «Preferential alignment of Er-2O centers in GaAs:Er,O revealed by anisotropic host-excited photoluminescence».Applied Physics Letters.68
- 3317–3319.ISSN 0003-6951.doi:10.1063/1.116043.Consultat el 2025-01-09.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Defectos cristalográficos en diamantes» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.