Diamond 中硫的作用及其对氮空位缺陷创建的影响：基于 ab initio 模拟
材料科学
2025-03-11 v3 量子物理
摘要
负电荷氮空位 (NV) 缺陷是 diamond 中最重要且最广泛研究的缺陷之一，在量子技术中发挥着突出作用。精确工程化 NV 中心的位置和浓度在量子技术应用中至关重要。为此，人们应用氮分子离子植入等 Irradiation 技术。近期研究报道，在掺杂 diamond 层中引入氮分子离子植入可实现 NV 中心创建和激活效率的提升，在硫掺杂层中达到约 75% 的最高创建效率。然而，这些观察现象及其效率限制的微观机制仍鲜为人知。本研究采用混合密度泛函理论计算，评估 various 硫缺陷在 diamond 中的形成能、电荷跃迁水平及磁光学性质，同时考虑硫与氢在化学气相沉积 diamond 层中的相互作用。我们的结果表明，接受位硫与超深接受位硫-空位复合物之间的竞争是 NV 中心在 diamond 中创建效率受限的重要因素。然而，这两种物种都能够捕获 diamond 中的内吸氢，这有利于促进化学气相沉积 diamond 层中 NV 中心的创建。
引用
@article{arxiv.2412.16310,
title = {Sulfur in diamond and its effect on the creation of nitrogen-vacancy defect from \textit{ab initio} simulations},
author = {Nima Ghafari Cherati and Anton Pershin and Ádám Gali},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.16310},
year = {2025}
}
备注
16 pages, 16 figures, 6 tables