具有横向梯度的金刚石表面用于系统优化弛豫测量表面化学——一种基于低压等离子体的方法
化学物理
2024-04-19 v1 量子物理
摘要
金刚石因其独特的材料性能而日益受到欢迎。被称为氮空位(NV)中心的金刚石缺陷能够实现前所未有的灵敏度测量。然而，为了达到理想的传感性能，NV中心需要位于表面纳米级范围内，因此强烈依赖于局部表面化学。已有若干尝试比较金刚石表面，但由于具有浅层NV中心的金刚石晶体价格高昂，仅研究了有限的化学修饰。在此，我们开发了一种系统方法，用于在单个金刚石板上的一次实验中研究具有不同表面基团密度和性质的连续局部环境。为实现这一目标，我们使用了具有浅层NV中心集合的金刚石，并在表面引入化学梯度。具体而言，我们使用了空气和氢等离子体。通过使用直角三角棱镜掩模进行低压等离子体处理后形成梯度。结果，表面朝向掩模开口端逐渐含有更多的氧/氢。然后我们进行宽场弛豫测量以确定表面化学对传感性能的影响。正如预期，弛豫时间以及传感性能确实沿梯度变化。
引用
@article{arxiv.2404.11961,
title = {Diamond surfaces with lateral gradients for systematic optimization of surface chemistry for relaxometry -- A low pressure plasma-based approach},
author = {Yuchen Tian and Ari R. Ortiz Moreno and Mayeul Chipaux and Kaiqi Wu and Felipe P. Perona Martinez and Hoda Shirzad and Thamir Hamoh and Aldona Mzyk and Patrick van Rijn and Romana Schirhagl},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.11961},
year = {2024}
}
备注
Main text: 18 pages and 9 figures Supplementary materials: 6 pages and 6 figures