This paper presents the results of using laboratory x-ray systems in the study of the crystal structure of anvil made from single-crystal diamond. The system is equipped with an Excillum MetalJet D2 + 70 kV high-brightness x-ray source with a liquid GaIn anode. The x-ray diffraction imaging (topography) technique with the use of a high-resolution x-ray Rigaku camera was applied to analyze crystal structure defects. Two-dimensional images were experimentally recorded using 400 and 111 reflections with a resolution of 1.5 and 5 μm, respectively. These topograms displayed various defects, such as growth striations and dislocations. Possible applications of the proposed laboratory-based optical scheme for high-pressure physics are discussed and future improvements to the setup are suggested.

1.
S. H.
Jabarov
,
N. T.
Dang
,
S. E.
Kichanov
,
D. P.
Kozlenko
,
L. S.
Dubrovinsky
,
J.-G.
Park
,
S.
Lee
,
A. I.
Mammadov
,
R. Z.
Mehdiyeva
,
B. N.
Savenko
,
N. X.
Nghia
,
L. H.
Khiem
,
N. T. T.
Lieu
, and
L. T. P.
Thao
,
Mater. Res. Express
6
,
086110
(
2019
).
2.
V. V.
Struzhkin
,
M. I.
Eremets
,
W.
Gan
,
H.-k.
Mao
, and
R. J.
Hemley
,
Science
298
,
1213
(
2002
).
3.
D. P.
Kozlenko
,
L. S.
Dubrovinsky
,
S. E.
Kichanov
,
E. V.
Lukin
,
V.
Cerantola
,
A. I.
Chumakov
, and
B. N.
Savenko
,
Sci. Rep.
9
,
4464
(
2019
).
4.
I.
Kupenko
,
G.
Aprilis
,
D. M.
Vasiukov
,
C.
McCammon
,
S.
Chariton
,
V.
Cerantola
,
I.
Kantor
,
A. I.
Chumakov
,
R.
Rüffer
,
L.
Dubrovinsky
, and
C.
Sanchez-Valle
,
Nature
570
,
102
(
2019
).
5.
E. S.
Kiseeva
,
D. M.
Vasiukov
,
B. J.
Wood
,
C.
McCammon
,
T.
Stachel
,
M.
Bykov
,
E.
Bykova
,
A.
Chumakov
,
V.
Cerantola
,
J. W.
Harris
, and
L.
Dubrovinsky
,
Nat. Geosci.
11
,
144
(
2018
).
6.
J.
Guignard
and
W. A.
Crichton
,
Rev. Sci. Instrum.
86
,
085112
(
2015
).
7.
W. A.
Bassett
,
High Pressure Res.
29
,
163
(
2009
).
8.
I.
Kantor
,
V.
Prakapenka
,
A.
Kantor
,
P.
Dera
,
A.
Kurnosov
,
S.
Sinogeikin
,
N.
Dubrovinskaia
, and
L.
Dubrovinsky
,
Rev. Sci. Instrum.
83
,
125102
(
2012
).
9.
N.
Dubrovinskaia
,
L.
Dubrovinsky
,
N. A.
Solopova
,
A.
Abakumov
,
S.
Turner
,
M.
Hanfland
,
E.
Bykova
,
M.
Bykov
,
C.
Prescher
,
V. B.
Prakapenka
,
S.
Petitgirard
,
I.
Chuvashova
,
B.
Gasharova
,
Y. L.
Mathis
,
P.
Ershov
,
I.
Snigireva
, and
A.
Snigirev
,
Sci. Adv.
2
,
e1600341
(
2016
).
10.
T.
Fedotenko
,
L.
Dubrovinsky
,
G.
Aprilis
,
E.
Koemets
,
A.
Snigirev
,
I.
Snigireva
,
A.
Barannikov
,
P.
Ershov
,
F.
Cova
,
M.
Hanfland
, and
N.
Dubrovinskaia
,
Rev. Sci. Instrum.
90
,
104501
(
2019
).
11.
J.
Li
,
I.-M.
Chou
,
W. A.
Bassett
, and
X.
Wang
,
Rev. Sci. Instrum.
91
,
053104
(
2020
).
12.
G.
Knebel
,
D.
Aoki
,
D.
Braithwaite
,
B.
Salce
, and
J.
Flouquet
,
Phys. Rev. B
74
,
020501(R)
(
2006
).
13.
R.
Matsumoto
,
A.
Yamashita
,
H.
Hara
,
T.
Irifune
,
S.
Adachi
,
H.
Takeya
, and
Y.
Takano
,
Appl. Phys. Express
11
,
053101
(
2018
).
14.
M.
Mezouar
,
R.
Giampaoli
,
G.
Garbarino
,
I.
Kantor
,
A.
Dewaele
,
G.
Weck
,
S.
Boccato
,
V.
Svitlyk
,
A. D.
Rosa
,
R.
Torchio
,
O.
Mathon
,
O.
Hignette
, and
S.
Bauchau
,
High Pressure Res.
37
,
170
(
2017
).
15.
G.
Shen
and
H. K.
Mao
,
Rep. Prog. Phys.
80
,
016101
(
2017
).
16.
E. F.
O’Bannon
,
Z.
Jenei
,
H.
Cynn
,
M. J.
Lipp
, and
J. R.
Jeffries
,
Rev. Sci. Instrum.
89
,
111501
(
2018
).
17.
A.
Dewaele
,
P.
Loubeyre
,
R.
André
, and
J.
Härtwig
,
J. Appl. Phys.
99
,
104906
(
2006
).
18.
M.
Ozima
,
Annu. Rev. Earth Planet. Sci.
17
,
361
(
1989
).
19.
J. O.
Orwa
,
D. N.
Jamieson
,
K. W.
Nugent
,
S.
Prawer
, and
R.
Kalish
,
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B
124
,
515
(
1997
).
20.
C.
Ji
,
B.
Li
,
W.
Liu
,
J. S.
Smith
,
A.
Björling
,
A.
Majumdar
,
W.
Luo
,
R.
Ahuja
,
J.
Shu
,
J.
Wang
,
S.
Sinogeikin
,
Y.
Meng
,
V. B.
Prakapenka
,
E.
Greenberg
,
R.
Xu
,
X.
Huang
,
Y.
Ding
,
A.
Soldatov
,
W.
Yang
,
G.
Shen
,
W. L.
Mao
, and
H.-K.
Mao
,
Matter Radiat. Extremes
5
,
038401
(
2020
).
21.
K.
Morikawa
,
K.
Suzuki
,
A.
Fujimori
,
S.
Takano
,
S.
Nakano
,
H.
Okamoto
, and
K.
Mizuno
,
Trans. Mater. Res. Soc. Jpn.
44
,
143
(
2019
).
22.
M.
Kasu
,
R.
Murakami
,
S.
Masuya
,
K.
Harada
, and
H.
Sumiya
,
Appl. Phys. Express
7
,
125501
(
2014
).
23.
A. R.
Lang
,
Diamond Relat. Mater.
2
,
106
(
1993
).
24.
A. R.
Lang
,
J. Appl. Crystallogr.
27
,
988
(
1994
).
25.
W.
Wierzchowski
and
M.
Moore
,
Acta Crystallogr., Sect. A: Found. Crystallogr.
51
,
831
(
1995
).
26.
H.
Sumiya
,
N.
Toda
,
Y.
Nishibayashi
, and
S.
Satoh
,
J. Cryst. Growth
178
,
485
(
1997
).
27.
M.
Moore
,
S.
Nailer
, and
W.
Wierzchowski
,
Crystals
6
,
71
(
2016
).
28.
S.
Shevyrtalov
,
A.
Barannikov
,
Y.
Palyanov
,
A.
Khokhryakov
,
Y.
Borzdov
,
I.
Sergueev
,
S.
Rashchenko
, and
A.
Snigirev
,
J. Synchrotron Radiat.
28
,
104
(
2021
).
29.
A.
Barannikov
,
S.
Shevyrtalov
,
D.
Zverev
,
A.
Narikovich
,
A.
Sinitsyn
,
I.
Panormov
,
I.
Snigireva
, and
A. A.
Snigirev
,
Proc. SPIE
11837
,
118370N
(
2021
).
30.
J.
Hallstedt
,
E.
Espes
,
U.
Lundstrom
, and
B.
Hansson
, in
2018 29th Annual SEMI Advanced Semiconductor Manufacturing Conference (ASMC)
(
Institute of Electrical and Electronics Engineers
,
2018
), pp.
151
154
.
31.
Y.
Zheng
,
C.
Li
,
J.
Liu
,
J.
Wei
, and
H.
Ye
,
Funct. Diamond
1
,
63
(
2021
).
32.
33.
A.
Tallaire
,
M.
Kasu
,
K.
Ueda
, and
T.
Makimoto
,
Diamond Relat. Mater.
17
,
60
(
2008
).
34.
B.
Raghothamachar
,
M.
Dudley
, and
G.
Dhanaraj
,
Springer Handbook of Crystal Growth
(
Springer
,
2010
), p.
1425
.
35.
J.
Hornstra
,
J. Phys. Chem. Solids
5
,
129
(
1958
).
36.
T.
Blumenau
,
R.
Jones
,
T.
Frauenheim
,
B.
Willems
,
I.
Lebedev
,
G.
Van Tendeloo
,
D.
Fisher
, and
M.
Martineau
,
Phys. Rev. B
68
,
014115
(
2003
).
37.
A. C.
Jakobsen
,
H.
Simons
,
W.
Ludwig
,
C.
Yildirim
,
H.
Leemreize
,
L.
Porz
,
C.
Detlefs
, and
H. F.
Poulsen
,
J. Appl. Crystallogr.
52
,
122
(
2019
).
38.
B.
Li
,
C.
Ji
,
W.
Yang
,
J.
Wang
,
K.
Yang
,
R.
Xu
,
W.
Liu
,
Z.
Cai
,
J.
Chen
, and
H.-k.
Mao
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
115
,
1713
(
2018
).
40.
W. L.
Mao
,
Y.
Lin
,
Y.
Liu
, and
J.
Liu
,
Engineering
5
,
479
(
2019
).
You do not currently have access to this content.