北京
图1.晶粒尺寸约为 20 (a) 和 70 微米 (b) 的合成金刚石的拉曼光谱。用 532 nm 激发记录拉曼光谱。最后一张图片上的宽带光致发光特征与钻石的缺陷有关。
由于金刚石是一种非常坚硬的材料，因此金刚石涂层广泛用于切割或抛光工具。为了提高金刚石涂层工具的性能，需要能够测试具有高空间分辨率样品的分析技术。拉曼/光致发光光谱法是此类测量的良好候选者，因为它对钻石的结构完美性具有超高的敏感性。
无应力金刚石微晶的拉曼光谱在 1332 cm-1 (Fg.1a) 处包含一个尖峰。该峰的半峰全宽 (FWHM) 为 ~1.7 cm-1。与“完美”参数的任何偏差都可能表明钻石中存在应变。与拉曼光谱相辅相成，宽带光致发光峰(图 1b)与彩色 NV 色心相关。峰的强度显示了金刚石晶体中的缺陷集中。
图2.金刚石涂层工具的表征：(a) 1332 1/cm 处的拉曼强度图像和 (b) 光致发光图像。扫描尺寸为 150×150 μm。
图3.金刚石涂层工具的表征：(a) 光学图像 (70×70 μm);(b) 1332 1/cm 处的拉曼强度图像;(c) 菱形线位置;(d) 光致发光图像。
本应用说明专门介绍了使用 Confotec® MR520 显微镜(SOL 仪器)通过共焦拉曼和光致发光技术对金刚石涂层工具进行表征。
所研究的工具包含通过粘合材料固定在功能部件上的金刚石颗粒。金刚石微晶的近似微米范围为 15 – 25 μm 拉曼光谱，工具 (150×150 μm) 的 NV 光致发光图像如图 2 所示。从实验数据中可以看出，金刚石晶粒沿工具的工作表面均匀分布(图 2a)。通过对 NV 光致发光峰强度的分析(图 2b)，我们可以得出结论，金刚石晶体具有不同含量的缺陷。一些晶体包含少量缺陷。这种晶体在图 2 中用白色圆圈标记。
该工具的更详细测量(70×70 μm 区域)如图 3 所示。该区域的测量结果与前一个相似：金刚石晶粒沿工作表面的分布均匀(图 3a、b)，金刚石微晶中的缺陷集中很大(Fig.3d)。菱形线的位置(图 3c)阐明了不同晶粒中的应变分布。应力图上的红色(图 3c)表示具有压应力的区域。应力增加的微晶在图 3 中用虚线点圆圈标记。
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