密度泛函理论研究NV⁻中心与金刚石中原生缺陷的相互作用
材料科学
2025-07-31 v1
摘要
NV⁻颜色中心在金刚石中已被证明作为纳米尺度传感器用于量子测距。然而，使其适合测量微小电磁场的特性也使其敏感于金刚石宿主中的瑕疵。在本工作中，我们量化了相邻原生缺陷对NV⁻的多体态的影响。我们将先前的NV⁻的应变和电场灵敏度的量子嵌入结果与金刚石中原生缺陷的密度泛函理论计算相结合。后者用于参数化连续模型，以将原生缺陷的效应外推至微米尺度。我们表明在理想的测量条件下，NV⁻的光学性质受到距离其最多200 nm处的单一碳空位和错位的应变影响是可测的的；相比之下，NV⁻被测量为距离其100 nm处的带电（中性）原生缺陷电场影响是可测的。最后，我们表明通过测量邻近原生缺陷的多个NV⁻中心可用于确定缺陷的性质及其电荷态。
引用
@article{arxiv.2507.22683,
title = {Density-functional theory study of the interaction between NV$^{-}$ centers and native defects in diamond},
author = {Gabriel I. López-Morales and Joanna M. Zajac and Tom Delord and Carlos A. Meriles and Cyrus E. Dreyer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.22683},
year = {2025}
}