浅层 NV$^-$ 与掺杂全erenne 在氢化与氟化 (001) 金刚石表面的相互作用

使用第一性原理计算研究了表面躲地氮取代全erenne（自由基掺杂全erenne，C$_{59}$N$^\bullet$）与金刚石中亚表层负氮空位复合物（NV$^-$）的相互作用。我们考虑带有 H- 和 F- 表面终止的 (2$\times$1) 重构 (001) 指向的金刚石表面。讨论了 NV$^-$ 的电荷稳定性，当其靠近表面和自由基掺杂全erenne时，金刚石能级弯曲因表面引起的电子亲和力（EA）变化所致。对于氢化表面，体系自旋被消磁，导致最稳定的电子配置为负电荷掺杂全erenene（C$_{59}$N$^-$）和中性 NV$^0$。相反，氟化表面优选负电荷 NV$^-$，并保持 C$_{59}$N$^\bullet$ 中性，稳定未补偿的自由自旋。这种相对行为归因于来自不同能级弯曲效应的表面电荷掺杂。该研究与实验观察到的光致发光消磁一致，表明表面掺杂通过氟化可有效解决吸附分子与浅层 NV 中心之间的电荷传递问题。