实验室培育钻石中的磷光与施主-受主对复合

在近无色实验室培育高温高压（HPHT）钻石中，于间接带隙或更高能量光激发后，常观察到强烈的“蓝绿”磷光。我们采用光激发时间分辨技术（辅以标准光谱表征技术）的整体组合，研究这种长寿命磷光的物理机制并理解发光相关的电荷转移过程。结果表明，一旦考虑电荷态之间的构型变化，并同时考虑缺陷间的隧穿以及施主与受主的热电离，宽泛的“蓝绿”发光与磷光带的性质可完全由中性替代氮-硼施主-受主对（$\text{N}_\text{S}^0$...$\text{B}_\text{S}^0$）的发射解释。在间接带隙或更高能量光激发后，识别出显著浓度的亚稳态 $\text{N}_\text{S}^-$。$\text{N}_\text{S}^-$ 比先前认为的浅得多（$\sim$0.2 eV），并在重置 $\text{N}_\text{S}^0$...$\text{B}_\text{S}^0$ 施主-受主对中起关键作用。