Ученые РФ нашли механизм, ответственный за зависимость оптических свойств от температуры

Ученые РФ нашли механизм, ответственный за зависимость оптических свойств от температуры

«Нефть России», 18.11.21, Москва, 22:39   Российские ученые раскрыли фундаментальные механизмы процессов, ответственные за зависимость свечения алмазов с дефектами от температуры, что поможет разрабатывать квантовые и оптические устройства нового поколения. Статья с результатами работы опубликована в Journal of Luminescence, сообщила в четверг пресс-служба Российского научного фонда.
 
"Многообразие перспективных технологий, использующих центры окраски, действительно интригует: оптические квантовые сети обработки и передачи информации, квантовые датчики, медицинские светящиеся метки и прочее. Однако недостаток таких материалов состоит в том, что свои уникальные оптические характеристики они демонстрируют только при очень низких температурах. В своей работе мы попытались пролить свет на физические механизмы, ответственные за наблюдаемые с ростом температуры эффекты в центрах окраски в алмазе", - сказал один из авторов работы Александр Разгулов, слова которого приводятся в сообщении.
 
Алмазы имеют уникальные физические свойства. Например, замена атома углерода в кристаллической решетке на другой атом влияет на то, как алмаз взаимодействует со светом. В результате меняется цвет камня, а потому такие дефекты называют центрами окраски. Они поглощают свет вне области собственного поглощения кристалла. Для науки такие дефекты представляют большой интерес, так как их можно использовать для разработки разнообразных квантовых устройств. Для этого ученые целенаправленно вносят примеси (легируют) в синтетические кристаллы.
 
При повышении температуры выше 4К (примерно минус 269 градусов Цельсия) исследователи сталкиваются с тем, что спектры люминесценции изменяют свою форму. В частности, повышение температуры приводит к уширению люминесцентных пиков (температурное уширение), а также к сдвигу максимумов этих пиков в область меньших энергий (красное смещение). Когда важна точность, эти нюансы необходимо знать и уметь предсказывать.
 
В новой работе ученые из Института физики высоких давлений им. Верещагина РАН совместно с коллегами из Московского физико-технического института провели серию экспериментов с алмазами с германиевыми дефектами. Анализ полученных экспериментальных данных и теоретических моделей позволили авторам пересмотреть существующее на сегодняшний день описание наблюдаемых температурных эффектов и установить конкретный физический механизм, ответственный за их проявление.