Спектроскопические свойства кристаллов алмаза месторождения Ичетъю (Средний Тиман)

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

            Анализ данных, полученных при исследовании методами оптического поглощения, фотолюминесценции (80 К) и рентгенолюминесценции (300 К) среднетиманских алмазов (выборка из 98 кристаллов) позволил выявить системы дополнительных азотных дефектов в спектрах - N2, N3, N4, H3, H4, 440нм, 478нм, 490нм, А-полоса (450нм). Установленное видовое разнообразие азотных дефектов в целом является обычным для многих известных алмазоносных объектов.

            В большинстве спектров рентгенолюминесценции кристаллов природных алмазов, помимо всюдной А-полосы, связанной с рекомбинационным механизмом свечения, удавалось обнаруживать узкие линии и сателлитные уширенные колебательные полосы азотных дефектов (415, 496, 503, 440, 478 и 490нм), которые проинтерпретированы как системы спектров поглощения (перепоглощения, реабсорбции), осложняющих регистрограммы рентгеностимулированной люминесценции. Анализ экспериментальных данных по рентгенолюминесценции и ЭПР показывает, что между интенсивностью реабсорбции и концентрацией N3- дефектов, как и в случае со спектрами оптического поглощения, существует положительная линейная связь. По спектрам оптического поглощения и рентгенолюминесценции алмазов были оценены концентрации N3-дефектов, значения которых укладываются в диапазон (0.1-100)*10 ¹⁶  см ^-3 .

            В редких случаях на фоне широкой А-полосы рентгенолюминесценции кристаллов алмазов фиксировались эмиссионные линии и сопутствующие фононные полосы азотных дефектов (N3, H3, H4, 440нм, 478нм), резонансные линии которых, за исключением N3-центров, обычно не проявляются в стандартных спектрах фотовозбуждаемой люминесценции при комнатной температуре. Эмиссионные резонансные линии в спектрах рентгенолюминесценции оказались характерны для алмазов с относительно низкими концентрациями N3-дефектов (0.5-8)*10 ¹⁶  см ^-3 при общем диапазоне вариаций значений по всем кристаллам (0.1-100)*10 ¹⁶  см ^-3 для кристаллов с отчетливыми признаками механической (техногенной) обработки.

            Алмазы Ичетъю неоднородны по структурным примесным характеристикам. По содержанию N3-дефектов они могут быть охарактеризованы бимодальным распределением. Алмазы отчетливо различаются по специализации на различные типы оптически активных дефектов, что выражено в частотах относительной встречаемости комбинаций азотных систем в спектрах фотолюминесценции (80 К): N3 (71%), N3+H3 (14%), N3+H3+H4 (10%), H3+H4 (7%), без свечения (5%). Неоднородность ичетъюских алмазов выражена также в характере связи их спектроскопических параметров и их минералогических особенностей.

            Так, между специализацией алмазов Ичетъю на азотные Н4-дефекты и наличием металлических пленок установлена следующая ранговая зависимость. Присутствие в некоторых случаях в спектрах фотолюминесценции сочетаний систем азотных дефектов N3+H3+H4, H3+H4 оказалось характерным только тогда, когда на поверхности присутствуют металлические пленки. Отсутствие пленок во всех случаях без исключения сопровождалось отсутствием сочетаний систем N3+H3+H4, H3+H4. В целом разновидности алмазов с пленками имеют также относительно более низкие концентрации N3-дефектов. Специализация алмазов на Н4-дефекты увязывается с их радиационной историей.

            Алмазы Ичетъю отчетливо неоднородны не только по составу фотовозбуждаемых примесных азотных дефектов, которое устанавливается как при анализе всей выборки по спектрам фотолюминесценции, так и при их сопоставлении со специализированностью на металлические пленки, но и по ранжированности алмазов по участкам месторождения. Во всех выборках по участкам статистическое распределение N3-систем примерно одинаково, чего нельзя сказать о соотношениях Н3- и Н4-систем. В кристаллах алмазов участка "Золотой Камень" системы эпигенных дефектов Н3- и Н4- встречаются статистически приблизительно в два раза чаще, чем в кристаллах южного участка "К100".

            При сравнении специализированности на дополнительные азотные дефекты по фотолюминесценции (80 К) алмазов Ичетъю (Средний Тиман), Архангельской области, Пермской области, Республики Саха-Якутия обнаружена типоморфная значимость Н4- и S1-систем: Н4-дефекты присутствуют только в россыпных месторождениях, S1-дефекты характерны только для кимберлитовых трубок.