NV 中心在纳米尺度上的表面耦合
材料科学
2025-05-19 v1
摘要
浅层氮空位（NV-）中心在金刚石中是最具前景的量子传感器之一，具有高灵敏度和纳米尺度的空间分辨率。然而，这些系统容易因与表面态的耦合而导致退相干。本文研究了嵌入在大型金刚石板（8 nm 深度）中的亚表面 NV- 中心，涉及各种表面Orientation（100 和 111）和终止（氢化和氮化）条件，并计算了缺陷的准粒子态。我们的结果表明，靠近表面的动态电荷波动如何影响缺陷的稳定性。我们发现，(100) N 终止表面引入强烈的表面态不稳定性，而 (111) N 终止表面提供了更有利的配置。然而，许多体计算（在 GW 近似下）揭示，深度小于约 4 nm 的缺陷容易发生表面诱导的电离。这些发现建立了 NV- 中心稳定所需最小深度的准确理论限制，指导了 NV- 基于量子传感器的设计。
引用
@article{arxiv.2505.10866,
title = {Surface coupling of NV centers over nanoscale lengths},
author = {Arsineh Apelian and Mariya Romanova and Vojtech Vlcek},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.10866},
year = {2025}
}