研磨纳米金刚石中氮空位中心的长自旋相干时间

含有带负电荷氮空位中心（${\text{NV}}^{-}$）的纳米金刚石可用作生物材料中局域传感器的应用，并已被提出作为探究空间叠加宏观极限与引力量子本质的平台。这些应用的一个关键要求是获得含有具有长自旋相干时间的 ${\text{NV}}^{-}$ 的纳米金刚石。使用研磨制造纳米金刚石一次性处理块体材料的完整 3D 体积，不同于刻蚀，但迄今为止限制了 ${\text{NV}}^{-}$ 自旋相干时间。在此，我们使用天然同位素丰度纳米金刚石，其由化学气相沉积生长的平均单次取代氮浓度为 $121 ~\text{ppb}$ 的块体金刚石经 ${\text{Si}}_{3}{\text{N}}_{4}$ 球磨制得。我们表明，在室温下借助动力学退耦，这些纳米金刚石中 ${\text{NV}}^{-}$ 中心的电子自旋相干时间可超过 $400 ~\mu\text{s}$。扫描电子显微镜提供了包含已测量自旋相干时间的 ${\text{NV}}^{-}$ 的特定纳米金刚石图像。