Estudos ópticos de complexos de níquel e azoto em diamantes sintéticos crescidos a alta pressão e temperatura - Silva, Luís Miguel Rino Cerveira da (2017)
Nos finais dos anos noventa, verificou-se que aquecendo diamantes naturais de cor castanha-pálida, logo sem significativo valor comercial, a temperaturas e pressões elevadas se obtinham cristais com características semelhantes aos valiosos diamantes transparentes. Por outro lado, avanços na síntese por HTHP de monocristais, permitem actualmente crescer diamantes com qualidade de pedra preciosa e dimensões da ordem do carat a custos compatíveis com a exploração comercial. A única forma de os diferenciar dos diamantes naturais é a utilização de técnicas de espectroscopia óptica, que permitem distinguir os centros característicos do processo de síntese e das transformações a que o cristal foi sujeito, durante os tratamentos a pressão e temperatura elevadas. Acresce que, desde o início do século XXI, se assiste a um interesse crescente em aplicações electrónicas e fotónicas baseadas em diamantes sintéticos. A capacidade de produzir industrialmente cristais com propriedades específicas, exige um controlo rigoroso da dopagem intencional e das impurezas incorporadas durante o processo de crescimento, tanto em espécie como em quantidade. É fundamental conhecer a influência dos diferentes defeitos nas propriedades electrónicas e quais as formas de activar ou eliminar esses efeitos. Das impurezas que surgem em diamantes crescidos por HPHT destacam-se aquelas que estão presentes nos materiais usados como solventes/catalizadores (níquel) e na câmara de crescimento (azoto), que dão origem a diferentes centros ópticos e magnéticos. Tratamentos térmicos posteriores permitem alterar significativamente a forma como estas impurezas estão presentes e dessa maneira alterar os efeitos nas propriedades ópticas e electrónicas do cristal. Neste trabalho, descreve-se o estudo de vários centros opticamente activos que são observados em diamantes, crescidos por HTHP na presença de níquel, quando são posteriormente aquecidos a temperatura e pressão elevadas. Aparecem na fase inicial do recozimento, mas desaparecem para temperaturas mais elevadas. Tem-se como objectivo caracterizar esses centros, pelo estudo das suas propriedades ópticas, e clarificar a sua relação com os centros observados após o crescimento a baixa temperatura. Alguns dos centros transientes observados exibem efeitos que sugerem a sua existência em diferentes estados de carga. Assim, procurou-se estudar a influência da concentração de azoto nestes efeitos. Pretendeu-se ainda estabelecer a ligação com os centros magnéticos observados por EPR nas mesmas amostras.