金刚石中He相关色心的制备与表征
量子物理
2016-10-14 v1 介观与纳米尺度物理
材料科学
光学
摘要
金刚石是一种在量子光学、量子信息与量子传感等新兴应用中极具前景的材料。因此，制备与表征具有合适光物理性质的新型发光缺陷对这些研究领域的进一步发展至关重要。本工作报道了MeV He离子注入金刚石过程中光致发光（PL）缺陷形成的研究。此类色心此前仅在电致发光与阴极发光模式下报道过，呈现出两条尖锐发射线，分别位于536.5 nm与560.5 nm，且无明显声子边带。在10^15–10^17 cm^{-2}注量范围内，上述发射线的PL强度与He注入注量之间存在强相关性。在对照样品（即未辐照或经不同离子种类（H, C）辐照的样品）中未检测到这些PL发射特征。此外，在He注入超过石墨化阈值的样品中，这些PL发射线消失。因此，这些PL特征归因于金刚石基质中与He杂质相关的光学活性缺陷。研究了536.5 nm与560.5 nm发射线的强度随金刚石衬底退火温度的变化。在高于500°C的温度下退火时观察到该发射，同时伴随中性空位相关的GR1发射强度的同步下降。因此，我们的发现表明该发光源于一种稳定晶格缺陷的形成。最后，在不同激光激发波长（即532 nm与405 nm）下研究了该发射，旨在初步了解相关能级在金刚石能隙中的位置。
引用
@article{arxiv.1606.01388,
title = {Creation and characterization of He-related color centers in diamond},
author = {Jacopo Forneris and Andrea Tengattini and Sviatoslav Ditalia Tchernij and Federico Picollo and Alfio Battiato and Paolo Traina and Ivo Degiovanni and Ekaterina Moreva and Giorgio Brida and Veljko Grilj and Natko Skukan and Milko Jakšić and Marco Genovese and Paolo Olivero},
journal= {arXiv preprint arXiv:1606.01388},
year = {2016}
}