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高氮含量样品中氮向 NV 中心转化效率的研究

材料科学 2022-12-14 v1 应用物理 光学

摘要

金刚石中的氮空位色心是快速发展的传感领域最重要的体系之一。该色心用于高分辨率和高灵敏度传感器。然而,快速高效形成该色中心的技术仍处于开发阶段。在本文中,我们研究了电子辐照剂量对替代位氮转化为 NV\text{N}{{\text{V}}^{-}} 中心的影响。研究在高度富氮(~100 ppm)的金刚石上进行,一方面这应使辐照效应最大化,另一方面对高灵敏度磁强计具有意义。实现的最大转化效率高达 37±3.7{37\pm 3.7},即使在最简单的退火程序下也未观察到电子剂量饱和。相应退相时间的测量使得能够估计具有此类金刚石的静态场传感器单位体积的散粒噪声极限灵敏度为 9±1×1014T/Hzmm3  {9\pm 1\times {{10}^{-14}}\text{T}}/{\sqrt{\text{Hz}\cdot \text{m}{{\text{m}}^{-3}}}}\;

关键词

引用

@article{arxiv.2208.12706,
  title  = {The study of the efficiency of nitrogen to NV-center conversion in high nitrogen content samples},
  author = {S. V. Bolshedvorskii and S. A. Tarelkin and V. V. Soshenko and I. S. Cojocaru and O. R. Rubinas and V. N. Sorokin and V. G. Vins and A. N. Smolyaninov and S. G. Buga and A. S. Galkin and T. E. Drozdova and M. S. Kuznetsov and S. A. Nosukhin and A. V. Akimov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2208.12706},
  year   = {2022}
}