金刚石中的激光诱导加热：基板热导率和界面聚合物层的影响

金刚石携带着色中心，具有内在的高热导率，因此激光诱导加热往往受到很少关注。然而，当基板热导率较低时，在激光激发下金刚石上的局部加热可能变得显著，界面聚合物层的存在会进一步放大这一效应。然而，基板热导率、聚合物厚度与激光加热之间的关系尚未阐明。本文系统性地研究了在热导率不同的基板和界面聚合物厚度条件下，硅空位金刚石的激光诱导加热。结果表明，即使在激光功率仅为 737 $\mu$W/$\mu$m$^2$ 时，薄的非晶孔隙碳——本实验中热导率最低的基板($\sim$0.2 W m$^{-1}$ K$^{-1}$)——也 exhibits 显著加热，而玻璃($\sim$1.4 W m$^{-1}$ K$^{-1}$) 和聚二甲基硅氧烷(PDMS, $\sim$0.35 W m$^{-1}$ K$^{-1}$) 在 2.95 mW/$\mu$m$^2$ 以上才 show noticeable heating。对于聚合物间层，仅 2.2 $\mu$m 的厚度即可在 2.95 mW/$\mu$m$^2$ 及以上引起显著加热，凸显了基板和聚合物厚度对局部加热响应的强大影响。实验结果通过稳态 3D 热传导模型的 COMSOL 仿真进一步得到验证。这些结果为基板选择和样品制备提供了实际指导，使其能够优化光热测温和量子感应应用的条件。