Предисловие ……….7
В. И. Конов
Глава 1. CVD-алмаз: синтез и свойства ……….9
В. Г. Ральченко, А. П. Большаков
Введение ……….9
1.1. Технологии синтеза ……….12
1.1.1. Метод горячей нити ……….14
1.1.2. Синтез в пламени кислородно-ацетиленовой горелки ……….15
1.1.3. Разряд постоянного тока ……….16
1.1.4. Электродуговой плазмотрон ……….17
1.1.5. Лазерный плазмотрон ……….19
1.1.6. СВЧ-плазма ……….21
1.2. Структурные типы CVD-алмаза ……….25
1.2.1. Поликристаллические пленки……….25
1.2.2. Ультрананокристаллические пленки ……….39
1.2.3. Монокристаллические пленки ……….46
1.3. Свойства CVD-алмаза ……….51
1.3.1. Теплопроводность ……….51
1.3.2. Оптические свойства ……….73
1.3.3. Механические свойства ……….87
1.3.4. Электрофизические свойства ……….96
Заключение ……….106
Литература ……….107
Глава 2. Дефекты в алмазе ……….134
И. И. Власов
Введение ……….134
2.1. Центры азот–вакансия ……….134
2.1.1. Управляемое легирование алмаза азотом ……….135
2.2. Центры кремний–вакансия ……….138
2.2.1. Управляемое легирование алмаза кремнием ……….139
2.2.2. Размерные эффекты в люминесцентных свойствах SiV-центров ……….143
2.3. Обнаружение новых центров окраски в алмазе ……….146
2.3.1. Германиевый центр ……….146
2.3.2. Центр «580 нм» ……….147
Заключение ……….148
Литература ……….149
Глава 3. Методы обработки алмаза ……….152
Е. Е. Ашкинази, В. В. Кононенко, Т. В. Кононенко
3.1. Лазерная резка ……….152
3.2. Механическая обработка ……….154
3.2.1. Механическое шлифование диска поликристаллического алмаза большого диаметра ……….154
3.2.2. Полировка поверхности алмазных компонентов ……….159
3.3. Импульсная лазерная абляция поверхности алмаза ……….171
3.3.1. Абляция алмаза при многоимпульсном облучении……….173
3.3.2. Свойства лазерно-индуцированного графитоподобного слоя ……….176
3.3.3. Абляция алмаза при одноимпульсном фемтосекундном облучении ……….183
3.3.4. Фотохимическое травление поверхности монокристалла алмаза ……….185
3.3.5. Лазерно-индуцированные процессы на поверхности алмаза в зависимости от интенсивности облучения ……….189
3.4. Проводящие микроструктуры в объеме алмаза ……….190
3.4.1. Внутренняя структура лазерно-модифицированной области ……….191
3.4.2. Лазерная волна графитизации в алмазе ……….196
Литература ……….203
Глава 4. Одностенные углеродные нанотрубки ……….210
Е. Д. Образцова, А. И. Чернов, А. В. Таусенев,
Н. Р. Арутюнян, П. В. Федотов
4.1. Структура и синтез одностенных углеродных нанотрубок ……….210
4.2. Разделение одностенных углеродных нанотрубок по диаметру ……….215
4.3. Сортировка металлических и полупроводниковых нанотрубок ……….218
4.4. Новые нанокомпозиты на основе одностенных углеродных нанотрубок с высокими нелинейно-оптическими характеристиками ……….221
4.4.1. Подходы к созданию наноструктурированных композитных оптических материалов с высокими нелинейно-оптическими характеристиками ……….221
4.4.2. Полимеры как матрицы для равномерного диспергирования одностенных углеродных нанотрубок ……….222
4.4.3. Формирование насыщающихся поглотителей на основе полимерных матриц и одностенных углеродных нанотрубок ……….222
4.4.4. Линейное оптическое поглощение суспензий, содержащих ОУНТ, и наноструктурированных композитных оптических материалов на основе полимерных матриц и одностенных углеродных нанотрубок ……….226
4.4.5. Нелинейно-оптические характеристики насыщающихся поглотителей на основе одностенных углеродных нанотрубок ……….230
4.5. Комплексные методы диагностики оптических композитов на основе одностенных углеродных нанотрубок ……….233
4.5.1. Методы комбинационного рассеяния, фотолюминесценции и оптического поглощения света ……….233
4.5.2. Картирование фотолюминесценции и просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения ……….239
4.5.3. Изменение структуры, линейных и нелинейно-оптических свойств нанотрубок в зависимости от параметров синтеза ……….243
4.5.4. Установление эффективных путей повышения нелинейно-оптических характеристик композитов
на основе одностенных углеродных нанотрубок ……….247
4.5.5. Изменение рабочего диапазона композитов на основе одностенных углеродных нанотрубок ……….250
Литература ……….255
Глава 5. Оптические свойства графена ……….261
Е. Д. Образцова, М. Г. Рыбин, П. А. Образцов
5.1. Методы получение графеновых образцов ……….261
5.2. Линейная оптическая спектроскопия графена ……….269
5.2.1. Резонансное комбинационное рассеяние света в графене ……….269
5.2.2. Оптическое поглощение света в графене в широком спектральном диапазоне ……….273
5.3. Нелинейная оптическая спектроскопия графена ……….274
5.3.1. Насыщающееся поглощение света в графене ……….274
5.3.2. Спектроскопия накачки–зондированияв широком спектральном диапазоне ……….276
5.3.3. Динамика фотовозбужденных носителей в графене ……….276
5.3.4. Интерпретация результатов, полученных методом спектроскопии накачки–зондирования при λpump < λprobe……….281
Заключение ……….284
Литература ……….285
Глава 6. Новые элементы и устройства углеродной оптики ……….294
Т. В. Кононенко, В. В. Кононенко, Е. Д. Образцова
6.1. Составные алмазные линзы для рентгеновского излучения ………..294
6.2. Дифракционные оптические элементы ……….300
6.2.1. Принципы лазерного синтеза алмазных дифракционных оптических элементов ……….300
6.2.2. Создание и исследование дифракционных линз и фокусаторов ……….306
6.3. Перспективы применения одностенных углеродных нанотрубок для лазеров ……….312
6.4. Практические приложения проводящих микроструктур в объеме алмаза ……….316
6.4.1. Фотонные структуры для ИК-диапазона ……….316
6.4.2. Алмазные детекторы с 3D-электродами ……….319
Литература ……….321
Список условных обозначений и сокращений ……….326