石墨烯增强型单离子探测器用于金刚石近表面掺杂剂的确定性注入
介观与纳米尺度物理
2023-06-16 v2 仪器与探测器
量子物理
摘要
金刚石中的色心系综因其在众多应用中的潜力而受到深入研究，包括用于量子通信的单光子源、具有光输入与输出的量子计算，以及低至纳米尺度的磁场传感。其中部分应用由芯片中的单个色心或随机分布系综实现，但大规模量子计算机这一最严苛的应用将需要有序阵列。通过在一块电子级金刚石衬底上配置连接至电荷敏感电子器件的偏置表面石墨烯电极，可展示来自典型随机离子源的、停止在距表面30至130 nm深度范围内的离子的确定性单离子注入。注入事件由离子注入所产生的电子-空穴对漂移所诱发的电荷脉冲来指示。离子注入位置通过AFM纳米模板或聚焦离子束进行定位。这使得构建具有关联色心的有序单原子阵列成为可能，为在单片器件中制备确定性色心网络铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2306.07496,
title = {Graphene-Enhanced Single Ion Detectors for Deterministic Near-Surface Dopant Implantation in Diamond},
author = {Nicholas F. L. Collins and Alexander M. Jakob and Simon G. Robson and Shao Qi Lim and Paul Räcke and Brett C. Johnson and Boqing Liu and Yuerui Lu and Daniel Spemann and Jeffrey C. McCallum and David N. Jamieson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.07496},
year = {2023}
}
备注
11 pages, 5 figures