人造金刚石晶体缺陷的同步辐射X射线衍射形貌像浅析

利用同步辐射X射线对人造金刚石晶体缺陷进行了形貌学研究,实验采用了透射 (劳埃 )形貌术和反射形貌术两种方法。所得的X射线透射劳埃图上大部分斑点分别分布在四条主晶带上,经分析发现,该金刚石晶体主要的晶体缺陷为位错,并推导出晶体内部存在Frank不全位错。该晶体的反射形貌像中位错呈网状分布,说明其表层缺陷多于内部缺陷。此外,由形貌像分析发现该人造金刚石晶体的晶体缺陷明显少于天然金刚石。

湖南含籽晶天然金刚石的同步辐射X射线衍射形貌像研究

利用同步辐射X射线形貌学研究,首次发现湖南褐色天然金刚石中存在籽晶金刚石。该金刚石晶体呈菱形十二面体,其同步辐射X射线劳埃图上大部分斑点分别分布在5条主晶带上。经分析发现,该金刚石晶体首先由晶核发育成菱形十二面体金刚石籽晶,再由此籽晶生长成菱形十二面体金刚石晶体。该金刚石晶体中晶体缺陷很少,仅存在部分由塑性形变产生的应力场以及由籽晶生长界面产生的面缺陷,表明该金刚石晶体所处的生长环境较为稳定。

不同生长条件下合成的金刚石晶体缺陷的特征研究

采用同步辐射白光貌相术对四组采用不同生长条件合成的金刚石晶体进行了研究,分析了四组金刚石晶体内部缺陷的形貌特征,并对部分缺陷的特征量进行了计算。不同生长条件下合成的金刚石样品不仅颜色、晶形不同,晶体内部的缺陷类型和分布特征也明显不同。A组样品中的晶体缺陷以起源于籽晶表面的位错为主,少量位错起源于晶体的内部。局部存在层错,个别晶体具有孪晶界、片状应力区和生长带。在B组和C组样品中存在的主要缺陷为生长带。D组样品中的晶体缺陷主要为生长带和位错束。研究结果表明,同种生长条件合成的金刚石晶体缺陷特征具有相似性,而不同生长条件合成的金刚石晶体缺陷则具有较大的差异。

快速降温温度梯度法合成金刚石的晶体缺陷分析

采用同步辐射白光貌相术研究了快速降温温度梯度法合成的大颗粒金刚石单晶体的晶体缺陷。晶体生长的早期形成了沿±[100]和±[010]方向延伸的平直位错,位错线均起源于种晶表面。晶体生长中期向[001-]方向生长,未生成新位错。在晶体生长的末期,形成了大量位错束,这些位错束由多条直线形位错组成,每个位错束中的所有位错生成于同一位错源,分布在扇形区域内,扇形夹角大多数在30°以内。这些扇形位错束的位错源均位于靠近晶体外表面的晶体内,在靠近(1-00)的晶面附近分布最多,(100)晶面附近比较多。少部分靠近(010)和(01-0)晶面。位错束的生长方向主要分布在[1-00]至[1-01-]区域和[001-]附近区域,少量向[010]、[01-0]方向延伸。位错束的形成和晶体合成末期的快速降温具有密切的关系。

合成金刚石的同步辐射劳埃形貌相研究

劳埃同步辐射在非完美金刚石研究中用于快速获取晶体缺陷的信息。在对合成金刚石晶体的宝石学初步研究的基础上,利用同步辐射劳埃形貌相,对合成金刚石的晶体缺陷进行了初步研究。

天然金刚石晶体缺陷的同步辐射形貌研究

本文利用北京同步辐射白光形貌术研究了辽宁天然金刚石晶体的缺陷问题。实验结果表明，金刚石晶体中存在有位错、生长带和孪晶等缺陷。文中对位错进行了详细讨论，并确定其特征量。