面向量子技术的单晶金刚石薄膜的先进制备

单晶金刚石及其色心作为传感器平台和光子学中的许多有前景应用，需要厚度从几微米到几百纳米量级的自由站立薄膜。本工作中，我们提出一种便捷制备此类厚度可达约一毫米尺寸的薄膜的方案。我们使用市售金刚石片（厚度 50 $\mu$m），采用基于氩气、氧气和 SF$_6$ 的感应耦合反应离子刻蚀工艺。因此我们避免使用有毒、腐蚀性进料气体，并作为先前涉及氯基刻蚀步骤方案的替代。我们的薄膜光滑（RMS 粗糙度 <1 nm）且厚度变化适中（中心区域：在 $\approx \,200\times200\ \mu$m$^2$ 上 <1 $\mu$m）。由于改进的刻蚀掩模几何结构，我们的薄膜在氯基和 SF$_6$ 基工艺中均能可靠地附着在金刚石片上。我们的结果从而开辟了金刚石器件制备更高可靠性和规模化的途径。