Electron paramagnetic resonance in diamond implanted at various energies and temperatures

Abstract

Amorphous carbon layer EPR measurements have been fitted to a model which predicts the critical fluences at which the layer forms for any temperature and ion species; it predicts the layer will not form during nitrogen ion implantation in diamond above 1031°K. A new anisotropic EPR spectrum labeled D-A4 is observed after hot-implantation (650°C) with nitrogen ions. It is thought to be a spin-one-center arising from a small D-tensor interaction with 〈111〉 symmetry. Hot implantation suppresses the formation of the amorphous layer and enhances creation of crystalline lattice defects. Ergebnisse von EPR-Messungen an amorphen Kohlenstoffschichten wurden an ein Modell angepaßt, das die kritischen Ionenströme zu berechnen gestattet, bei denen sich die Schichten für jede beliebige Temperatur und Ionensorte bilden; insbesondere wird keine Schichtbildung bei Stickstoffionenimplantation in Diamant oberhalb 1031°K erwartet. Ein neues anisotropes EPR-Spektrum mit der Bezeichnung D-A4 wurde nach Stickstoffionen-implantation bei 650°C beobachtet. Es wird angenommen, daß es sich hierbei um ein Zentrum mit Spin 1 mit geringer D-Tensor-Wechselwirkung mit 〈111〉-Symmetrie handelt. Implantation bei hohen Temperaturen unterdrückt die Ausbildung amorpher Schichten und verstärkt die Erzeugung kristalliner Gitterdefekte.