低能高电荷态重离子辐照金刚石制备NV色心研究

分类： 核科学技术 >> 辐射物理与技术 提交时间： 2024-12-31

张磊 牟宏进 赵灿 郭金龙 毛光博 付林燕 杜关祥 杜广华

摘要： 金刚石中的氮空位(NV)色心因其优异的量子相干性和室温稳定性在量子信息、量子传感等领域具有重要的科学意义和应用价值。本研究利用2.97 MeV的Ar11+高电荷态离子，结合高温退火过程，开展了金刚石NV色心的制备研究。研究发现，在1×1014 ions/cm2离子注量下，辐照和退火处理显著提升了高温高压金刚石样品中NV色心的产额，而1×1015 ions/cm2辐照注量会严重破坏金刚石的晶格结构，造成本底NV色心的显著降低。结果表明，高电荷态重离子辐照可用于精确调控金刚石中NV色心的浓度，退火温度和时长对于提升色心产额有重要作用。本工作还研究了NV色心带隙对温度的依赖性以及高电荷态重离子在材料中的电荷交换过程。这些工作为优化离子辐照制备NV色心技术提供了实验和理论支撑。

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