面向可扩展量子技术的荧光纳米金刚石模板辅助自组装
介观与纳米尺度物理
2023-11-28 v1 材料科学
光学
量子物理
摘要
包含氮空位(NV)中心的研磨纳米金刚石为传感应用提供了极佳的平台,因为它们具有光学稳健性、纳米级量子敏感性,并能形成胶体分散体,从而实现用于器件集成的自下而上组装技术。然而,其尺寸、形状和表面化学的变异限制了定位单个纳米金刚石的能力,也限制了对影响其光学和量子特性的性质进行统计研究的能力。在此,我们提出了一种可扩展的策略,利用毛细管驱动的模板辅助自组装形成纳米金刚石的有序阵列。该方法能够在毫米级区域内对直径低于50 nm的孤立纳米金刚石进行精确的空间排列。对超过200个组装纳米金刚石的测量,使我们对它们的结构、光学和量子性质有了统计上的理解。NV中心的自旋和电荷性质与纳米金刚石的尺寸不相关,而是与其纳米级环境的非均匀性相一致。这种灵活的组装方法与对该材料理解的加深,将使纳米金刚石能够集成到未来的量子光子和电子器件中。
引用
@article{arxiv.2111.14921,
title = {Template-Assisted Self Assembly of Fluorescent Nanodiamonds for Scalable Quantum Technologies},
author = {Henry J. Shulevitz and Tzu-Yung Huang and Jun Xu and Steven Neuhaus and Raj N. Patel and Lee C. Bassett and Cherie R. Kagan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.14921},
year = {2023}
}
备注
28 pages, 17 figures