表面功能化对纳米金刚石中氮空位中心量子相干性的影响
材料科学
2018-04-24 v3 化学物理
摘要
诸如金刚石中氮空位中心之类的纳米尺度量子探针,在过去十年中随着对这些体系制备与操控能力的提升,已展现出卓越的传感能力。然而,随着此类纳米尺度量子探针尺寸的减小,宿主材料的表面端基开始作为磁场与电场噪声的来源而发挥显著作用。在本工作中,我们表明与热氧化表面相比,硼烷还原的纳米金刚石表面平均可使纳米金刚石中单个氮空位中心的自旋弛豫时间加倍。结合红外与 X 射线吸收谱技术,我们将量子弛豫速率的变化与金刚石表面 sp2 碳向 C-O 与 C-H 键的转化相关联。这些发现表明双键碳物种是近表面 NV 中心自旋噪声的主要来源,并展示通过对表面的定制工程,我们可改善这些纳米探针的量子特性与磁灵敏度。
引用
@article{arxiv.1711.09972,
title = {Impact of surface functionalisation on the quantum coherence of nitrogen vacancy centres in nanodiamond},
author = {R. G. Ryan and A. Stacey and K. M. O'Donnell and T. Ohshima and B. C. Johnson and L. C. L. Hollenberg and P. Mulvaney and D. A. Simpson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.09972},
year = {2018}
}
备注
15 pages, 4 figures