热离子注入在金刚石中创制致密 NV 色心系综
应用物理
2023-11-10 v1 量子物理
摘要
创制具有良好自旋性质的致密浅层氮空位(NV)系综，是开发性能更优的金刚石基量子传感器的先决条件。离子注入是精确控制金刚石中 NV 色心空间定位与密度的关键使能工具。然而，其创制产率较低，而较高离子注量会显著损伤晶格。本工作中，我们在高温下实现 30 至 40 keV 范围的 N2 离子注入。在 800 C 时，NV 系综光致发光发射比室温注入薄膜高三至四倍，同时获得 1.5 MHz 的窄电子自旋共振线宽，可与成熟的注入技术相媲美。此外，我们发现不同于室温注入，可使用高于 2E14 ions per cm2 的离子注量而不致使金刚石薄膜石墨化。本研究为优化含注入 NV 系综、可集成于量子传感器件的金刚石薄膜提供了广阔前景。
引用
@article{arxiv.2311.05328,
title = {Hot ion implantation to create dense NV centre ensembles in diamond},
author = {Midrel Wilfried Ngandeu Ngambou and Pauline Perrin and Ionut Balasa and Alexey Tiranov and Ovidiu Brinza and Fabien Benedic and Justine Renaud and Morgan Reveillard and Jeremie Silvent and Philippe Goldner and Jocelyn Achard and Alexandre Tallaire},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.05328},
year = {2023}
}
备注
10 pages, 1 table, 4 figures