低损伤电感耦合等离子体对金刚石浅层NV中心的影响
材料科学
2015-09-18 v1
摘要
近年来，金刚石中的近表面氮-空位({NV})中心已成功被用作探测外部自旋的原子级磁场传感器。一个关键挑战仍是开发一种方法，使NV中心在纳米尺度上靠近金刚石表面的同时，保持其光学和自旋特性。为此，我们提出了一种使用氧电感耦合等离子体(ICP)工艺进行纳米精度可控金刚石刻蚀的方法。重要的是，通过X射线光电子能谱(XPS)和共焦光致发光显微技术，均未在刻蚀表面检测到等离子体诱导损伤的痕迹。此外，通过分析由5.0 keV氮离子注入能量产生的NV中心的深度分布，未观察到其荧光有等离子体诱导的猝灭现象。而且，所开发的刻蚀工艺甚至能够分辨其深度分布中的沟道尾部。进一步地，对12C同位素纯化金刚石的处理表明，与初始氧终止表面相比，深度<4 nm的NV中心的T2时间增加了两倍（通过金刚石表面质子的NMR信号测量）。
引用
@article{arxiv.1507.00890,
title = {Effect of Low-Damage Inductively Coupled Plasma on Shallow NV Centers in Diamond},
author = {Felipe Fávaro de Oliveira and S. Ali Momenzadeh and Ya Wang and Mitsuharu Konuma and Matthew Markham and Andrew M. Edmonds and Andrej Denisenko and Jörg Wrachtrup},
journal= {arXiv preprint arXiv:1507.00890},
year = {2015}
}
备注
5 pages, 4 figures