高温高压下FeNiCo-C体系中磷掺金刚石的合成与表征

张浩波 胡美华 李尚升 刘迪 和莎莎 李晓晓 王振阳

张浩波, 胡美华, 李尚升, 刘迪, 和莎莎, 李晓晓, 王振阳. 高温高压下FeNiCo-C体系中磷掺金刚石的合成与表征[J]. 高压物理学报, 2026, 40(9): 090113. doi: 10.11858/gywlxb.20251285
引用本文: 张浩波, 胡美华, 李尚升, 刘迪, 和莎莎, 李晓晓, 王振阳. 高温高压下FeNiCo-C体系中磷掺金刚石的合成与表征[J]. 高压物理学报, 2026, 40(9): 090113. doi: 10.11858/gywlxb.20251285
ZHANG Haobo, HU Meihua, LI Shangsheng, LIU Di, HE Shasha, LI Xiaoxiao, WANG Zhenyang. Synthesis and Characterization of P-Doped Diamond Crystals in the FeNiCo-C System under High Temperature and High Pressure[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2026, 40(9): 090113. doi: 10.11858/gywlxb.20251285
Citation: ZHANG Haobo, HU Meihua, LI Shangsheng, LIU Di, HE Shasha, LI Xiaoxiao, WANG Zhenyang. Synthesis and Characterization of P-Doped Diamond Crystals in the FeNiCo-C System under High Temperature and High Pressure[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2026, 40(9): 090113. doi: 10.11858/gywlxb.20251285

高温高压下FeNiCo-C体系中磷掺金刚石的合成与表征

doi: 10.11858/gywlxb.20251285
基金项目: 国家自然科学基金(52072113)
详细信息
    作者简介:

    张浩波(2001-),男,硕士研究生,主要从事金刚石晶体的高温高压合成与性能研究. E-mail:2213639769@qq.com

    通讯作者:

    胡美华(1982-),男,博士,副教授,主要从事超硬材料的高压合成与性能研究. E-mail:humh@hpu.edu.cn

  • 中图分类号: O521.2

Synthesis and Characterization of P-Doped Diamond Crystals in the FeNiCo-C System under High Temperature and High Pressure

  • 摘要: 为探究磷掺杂对金刚石晶体生长的影响,在5.5 GPa、1 300 ℃的条件下,将Fe3P掺入FeNiCo-C体系中,采用温度梯度法沿(111)晶面合成了磷掺杂金刚石单晶。对合成的金刚石样品进行傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱、光致发光光谱以及X射线光电子能谱测试。随着Fe3P添加量的上升,金刚石晶体颜色逐渐变浅,晶体结构由八面体向六-八面体转变。金刚石晶体中氮杂质含量随着Fe3P添加量的上升呈下降趋势,原因是Fe3P的掺入改变了触媒特性,使触媒的氮溶解度增加,从而减少了进入金刚石内部的氮原子数量。磷掺杂会使金刚石晶体内应力增大,产生晶格畸变,降低金刚石质量,这一结论可通过金刚石拉曼峰位偏移和半高宽变化得到证实。磷原子的掺入不利于金刚石晶体中NV色心的形成。X射线光电子能谱测试结果证实,磷元素成功进入金刚石晶体内部。研究成果可为完善磷掺杂金刚石晶体合成机理以及推动磷掺杂金刚石晶体的潜在应用提供参考。