gyémánt ásvány
ELEKTRONIKUS TULAJDONSÁGOK gyémánt
Az elmúlt években, ennek eredményeként a vizsgáló különböző tulajdonságait gyémántkristályok feltárták annak a lehetőségét felhasználásuk elektron-trón ipar tranzisztor eszközök, mérőműszerek és egyéb eszközök. Gyémántok, amelynek félvezető, Bill-CIÓ és más elektronikus tulajdonságait egy sor Prei-tage képest széles körben használják az iparban és a szilícium-germánium kristályok. Lehetséges alkalmazási gyémántok elektronika minden alkalommal bővül, és valószínű, hogy a közeljövőben fognak nagy szerepet játszanak a fejlesztés ebben az iparágban. Az elektromos tulajdonságait gyémánt vizsgálták különböző mértékű részletességgel. Néhányan közülük már van egy külön monográfia (Champion, 1963 Gaumont, 1966), amely részletesen leírja a félvezető és egyéb tulajdonságait Alma-hívást, és ezért ebben a munkában a legáltalánosabb információkat elektronikus tulajdonságait gyémánt.
Az elektromos vezetőképesség gyémánt. Gyakorlatilag szobahőmérsékleten TEM-mérséklet gyémántok szigetelők, de lehet rassmat Riva, és a félvezetők igen széles bandgap # 8710; E = 5,7 eV. Ideális gyémántkristályok szerint az elméleti számítások, kell egy ellenállása érdekében 1070 ohm · cm (Champion, 1963). A szennyeződések jelentősen csökkenti az ellenállás: túlnyomórészt ellenállás halászati-kristály gyémánt egyenlő 1014-1010 ohm · cm. A nitrogéntartalmú-mentes II típusú gyémántok néha minták viszonylag alacsony fajlagos ellenállása, egy (25-108 ohm · cm). Ezek a gyémántok van a luprovodimostyu, azt fedezték fel Custers (Custers, 1952) és a kijelölt típus-lib gyémánt. Azt találtuk, hogy az összes al-MAZ, festett, kék és kék, a félvezetők kami. Minden félvezető gyémánt p vezetési típusú. Korábban azt feltételezték, hogy az akceptor-szennyezést vayuschey-félvezető tulajdonságai a gyémánt alu-mina (Lightowlers, 1963); Jelenleg azt javasolta, hogy az ingatlan lehet felelős bór szennyező Collins (Williams, 1970).
A vezetőképesség gyémánt hőmérsékletfüggő. Tengely-függése az elektromos vezetőképesség a hőmérséklet hagyományos gyémántok I. típusú Yakut betétek vizsgáltuk Pogodaevo N. K. (1960) és I. Rozhkov et al. (1964). Azt találták, hogy a IME-három régió különböző, a hőmérséklettől függően vezetőképesség: 1) tartományban van 340 ° és 480 ° exponens világosan kifejezésre társadalmi-függőség; vyriruet energia értéke 1,6-2,4 eV; 2) tartományban a 480 és 580-600 ° függőség megfigyelhető azonos híd de az energia tartományok 1,8-2,8 eV; 3) tartományban 580-700 ° C exponenciális függés nem észlelhető; karakter-CIÓ minden kristályok maximum jelenik meg 580-620 ° és 680 ° C-on
Fényvezető. A gyémántok vannak beállítva photocurrents mikor az elforduló-tchtsenii ultraibolya sugarak hullámhossza 2100-3000 ° A. Egyidejű besugározva gyémánt infravörös és ultraibolya fényt növeli a fényvezető-telno közeledett kétszer. Maximális fényvezető gyémántok által okozott különböző sugarak különböző hullámhosszúságú: a legnagyobb fotó-áram az I. típusú gyémánt látható, ha olyan sugarak világítják # 955; = 2550-2700 # 506;, Type IIa gyémánt - ha # 955; = 2250 # 506; és egy második-maximum a mák - a hosszabb hullámhosszokon (1965 Konorova et al.).
Azonos körülmények között a fényáram a II-es típusú gyémánt nagyságrenddel nagyobb fényáram gerjesztett gyémántok I. típusú
Counting vezetőképesség. Köztudott, hogy amikor elütötte gyors részecskék fotókonduktort múlt áram jelenik meg a külső áramkörben. Ez a tulajdonság lehet használni egy kristály-cal vezetőképesség méter. Számlálás-gyémánt tulajdonságokat vizsgáltunk, és leírt számos kutató (Champion, 1952 Cotty, 1956; Taylor, 1956; Trott 1953; Van der Velden, Freeman, 1959 Champion, Kennedy, 1956; Gaumont, 1966).
Azt találtuk, hogy a gyémánt a II-es típusú, amelynek fokozott Pho-toprovodimostyu lehet használni a vezetési számlálók. Gyémántok I. típusú is rendelkeznek ezt a képességet, de a mechanizmus a számláján eltér Diamond számlálási mechanizmus II típusú (Afanasyeva, Konorova 1963; Eagles, Afanasyeva, 1966). Gyémántok élvezhető és-szcintillációs számláló, mivel ezek képesek luminesce hatása alatt radioaktív részecskék (Champion, 1963 Dean és munkatársai 1960 ;. Ralph 1959, 1960; Champion, Kennedy, 1965 Gaumont, 1966) .
Elektron paramágneses rezonancia. Ideális gyémánt kristályok, tökéletes szerkezetű, nem ad semmilyen elektron paramágneses rezonancia spektrum. A alatti natív gyémántkristályok szennyező elemek okoz néhány hibája, hogy hozzájárulnak a felszívódását a paramágneses.
Néhány a vonalak a EPR spektrumokat társított adalékszer alu-minum, helyettesítve a szén, amellyel kapcsolatban vannak kialakítva a „lyukak” lokalizált a csatlakozások A1-C (Smith et al. 1969). Kijelölt befolyás izotópok C13 és N15 (Loubser, Du Preez, 1965).
Termikus tulajdonságainak DIAMOND
Diamonds rendkívül magas hővezető. Amikor az idő-hőmérséklet hővezető gyémánt személyi változások. A fajt, de látható. 75, gyémánt II típusú egy adott hőmérséklet-tartományban hő vezetéssel 5-ször jobb, mint a Cu (Berman, 1964). Ebben a tekintetben, a nitrogén-mentes gyémánt volna használni néhány műszere-pax lehűtse forró. I. Rozhkov et al. (1964) vizsgálták a függőség a hővezető képessége a kristály szimmetria. Ezek hővezető állítottak anizotoropiya: azt is, hogy a szigetelt felület a gyémánt kristályok alakja ellipszoid forradalom, vagy esetleg egy triaxiális ellipszoid. Szerintük, a fajhő változik tengelye mentén L3 0,523-0,554 cal / cm • s ° (átlag 0,547); tengely mentén L3 - 1,07-2,04 cal / cm · sec · C.
Hibás gyémántkristályok néha töredezhet HEAT-Vania. Azonban, a tökéletes kristályok lehet melegítjük ütemben-mérséklet 1800-1850 ° C-on, és azonnal lehűtjük; így nem csak megsérti, hanem éppen ellenkezőleg, egyes kutatók szerint, megszilárdítása-nyayutsya kapcsolatban részleges feszültségmentesítő.
Grafit, növekvő gyémánt a kapott allotropic transzformációs keveréke # 945; - és # 946; -izomer formájában létezhet. Axis [0001] Grafit párhuzamosan van elhelyezve, hogy a [111] Diamond [Titov Futergendler 1962; Grenville-Wells, 1952). Ennek alapján azt találták, hogy Clifton nem pseudomorphs gyémánt (Londsdale, Milledge, 1965).
A szakirodalomban néha jelezte, hogy a gyémánt grafitizálással on-Chin alacsonyabb hőmérsékleteken, amint az megfigyelhető a felszíni feketedés már 1000-1200 ° C-on azonban meg kell jegyezni, hogy ebben az esetben egy polimorf átalakulás hatása alatt a hőmérséklet-niem nem Ez akkor fordul elő, és egy film képződik csak gra-fit a gyémánt felülete alatt oxigén hatására. Ez a fajta „grafitosítással” gyémánt akkor is előfordulhat, hogy 650 ° C-on, amelyet az alábbiakban ismertetünk szóló részben kémiai tulajdonságai akkor gyémánt. Részletes információt az átmenet gyémánt be a grafit és a Dru-GIH termikus tulajdonságainak gyémánt lehet beszerezni speciális munkák a témában (Bridgman, 1941; Evans, James, 1964; Berman, 1965).
Kémiai tulajdonságok gyémántok
Gyémántok ellenálló minden sav; A legfrissebb He-nincs hatással a kristályok magas hőmérsékleten is. Másrészt, a megolvasztott alkálifém-, különböző fém-sók és az oxigén viszonylag könnyen maratott. Kísérletek a maratott gyémánt ezekben a környezetekben végzett számos kutató különböző célokra: modellezés formák kioldódási vizsgálat alakzatok maratással, reprodukciója szobrok megfigyelt természetes gyémánt, tanulmány maratás arányok különböző arcok és mtsai.
A minimális hőmérséklet, amelyen maratással gyémánt volt megfigyelhető, és jellemezte Patel Ramanathan (Patel, Ramanathan, 1962) végzett kezeléssel gyémánt NaCl04 és KS1O3, t. E. Egy nagyon erős oxidáló szerekkel. Magas expozíció (181 h) kialakítunk egy háromszög alakú számok maratás a (111) a kísérleteikben történt 380 ° C-on
Egyes kutatók termelt rézkarc gyémánt olvadó futam kimberlit (Luzi 1892; Frank, Puttick, 1958). Ez Oche-Nyilvánvaló, hogy elolvad más fajták, mint a gyémánt fog irányt Xia való kitettség miatt az oxigén a lejáró termikus disszociációja és részleges megoldás betétek gyémánt szén a szilikát közegben. Gyémántok, ha maratott-magas hőmérsékleten néhány gáznemű közegekben: O. CO, CO 2, H, vízgőz, Cl (Frank, Puttick, 1958).
Nagy gyakorlati és tudományos érdeklődés olyan adatok chennye félig gyémánt a tanulmány a reakciók oxigén hőmérsékleten SZEZON-cal. Ismeretes, hogy a gyémánt égett egy oxigén áramban 720 ° C-on, és levegőn 850 ° C-on azonban hevítésével a gyémánt a rendszerben alacsony vákuum (10-2 - 10-5 Torr ..) hatására a maradék oxigén a saját egy fekete felület sűrű grafit film, amely könnyen eltávolítható egy forráspontja-chenii HC1O4. Együtt AV kapcsolati Bochko folytatott vizsgálatok dovanie-graphitizing gyémánt felületi hatása alatt kata-lizálására hatásait maradék oxigén maradt a rendszerben vákuum nagyságrendű 3 · 10-4 - 2 x 10-5 Hgmm. Art. Gyémántok on-grevalis hőmérséklet-tartományban 1100-1500 ° C-on vizsgáltuk két átlátszó közös kristály gyémánt és két gyémánt sötét Seele sósav héj (bevont gyémánt).
négy kísérletben szekvenciális fűtési Mazov-al végeztük vákuumban 5 · 10-4 - 2 x 10-5 Hgmm. Art. a 1100, 1200, az 1300 és 1500 ° C-on
Ennek eredményeként a hőkezelés kiválasztott gyémánt kuume all-borított fekete felület, egy sűrű grafit elfogott Coy, amely nem volt eltávolítható aqua regia. A feldolgozás után a hívás Alma mért ellenállás viszonylagos jellemző ste-csonk (vastagság) a felület a grafit film razziák adó vezetőképesség ellentétben gyémánt. Mosás után a con-centrikus HC1O4 felületi film teljesen eltávolítják, és az ellenállást, mint a kísérlet megkezdése előtt, vált egyenlő egy végtelenül nagy értéket. Összesen mind a négy kísérletben gyémánt után szekvencia-melegítjük hőmérsékleten 1100-1500 ° C Techa beállított 19 óra. Így a tömegvesztesége mindegyik kristály készült jelentéktelen mennyiség (mg) 0,152 (0,393%), 0,033 (0,082%), 0,036 (0,111%), és 0,017 (0,055%). Összesen négy gyémánt elveszett csak 0,238 mg (0,237%). Miután négy fut az összes gyémánt megőrzi Neely fényes felület. Hagyományos kristályok teljesen átlátszó, valamint a kísérlet előtt, annak ellenére, hogy a hosszú vysokotem meraturnuyu feldolgozás. Két kristály fajok IV (rombuszok g köpeny), amely eleinte sötétzöld színű hevítést követően t = 1100 ° C volt, sötét után is Oud-MENT felülete fekete grafit film. Melegítés után t = 1200 ° C, lettek teljesen fekete. Azonban a fekete szín nem okoztak grafitizálással kristályok körül a mennyiség és a Pocher-neniem gyémánt csak körül a mikro-zárványok, amelyek bőséges a külső zóna. Amint M. Siilom (Seal, 1966), a zárványok a kagyló a kristályok a faj szorosan kapcsolódó oxigénatom. Nyilvánvaló, hogy ha egy gyémánt hőmérsékletű feldolgozása részben Grafitizált csak a határos területeken zárványok hatása alatt az oxigén. Két mikroszkopikus zárványok a gyémánt megtartja színét; Ez kristálytiszta, és a nagyon belső mag a Cree-istálló, amely világosan látható a vékony szakaszok ezekből gyémánt feldolgozás után.
Így, melegítésével a gyémánt tempera-kört, hogy 1500 ° C-ra emelkedett csak a legtöbb kisebb felület grafitizálással a gyémánt előforduló hatása alatt való kitettség kis mennyiségű oxigén, megőrizve Xia fűtési rendszer még magas vákuumban 10-4 - 10- 5 Hgmm. Cikk.; alacsonyabb vákuum keletkezik viszonylag vastagabb film, de viszonylag nagy nyomáson partsial-prefektúra oxigén elégetik, fekete grafit fólia, mivel a képződés sebessége kisebb lesz, mint az oxidáció sebességét (kiégés).