【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】合成金刚石材料专利
本专利技术涉及合成金刚石材料领域和制造合成金刚石材料的方法。
技术介绍
已经提出将合成金刚石材料中的点缺陷,特别是量子自旋缺陷和/或光活性缺陷用于各种传感、探测和量子处理应用中,包括:磁力计;自旋共振装置例如核磁共振(NMR)和电子自旋共振(ESR)装置;用于磁共振成像(MRI)的自旋共振成像装置;和量子信息处理装置例如用于量子计算。在合成金刚石材料中研究了许多点缺陷,包括:含有硅的缺陷例如硅-空位缺陷(Si-V)、硅二空位缺陷(Si-V2)、硅-空位-氢缺陷(Si-V:H)、硅二空位氢缺陷(S-V2:H);含有镍的缺陷;含有铬的缺陷;和含有氮的缺陷例如氮-空位缺陷(N-V)、二氮空位缺陷(N-V-N)和氮-空位-氢缺陷(N-V-H)。这些缺陷通常发现处于中性电荷状态或处于负电荷状态。将注意这些点缺陷延伸超过大于一个晶格点。如本文使用的术语点缺陷意图包括这样的缺陷但是不包括较大的簇缺陷,例如延伸超过十个或更多个晶格点的那些,或扩展缺陷例如位错,其可延伸超过许多晶格点。已经发现了某些缺陷在处于它们的负电荷状态时特别可用于传感、探测和量子处理应用。例如,合成金刚石材料中的荷负电的氮-空位缺陷(NV-)作为可用的量子自旋缺陷引起很多关注,因为它具有数个期望的特征,包括:(i)由于在室温下的长相干时间,可以高保真度相干操纵它的电子自旋状态(其可使用横向弛豫时间T2和/或T2*来量化和比较);(ii)它的电子结构使缺陷被光泵浦至它的电子基态,从而允许这样的缺陷甚至在非低温温度 ...
【技术保护点】
1.合成金刚石材料,包含:/n表面,其中该表面包含:/n包含量子自旋缺陷的第一浓度的第一表面区域;/n具有预定的面积并位于与该第一表面区域相邻的第二表面区域,该第二区域包含量子自旋缺陷的第二浓度,其中量子自旋缺陷的第一浓度是量子自旋缺陷的第二浓度的至少十倍大;并且/n其中该第一或第二表面区域中的至少一个包含化学气相沉积CVD合成金刚石。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180126 GB 1801288.01.合成金刚石材料,包含:
表面,其中该表面包含:
包含量子自旋缺陷的第一浓度的第一表面区域;
具有预定的面积并位于与该第一表面区域相邻的第二表面区域,该第二区域包含量子自旋缺陷的第二浓度,其中量子自旋缺陷的第一浓度是量子自旋缺陷的第二浓度的至少十倍大;并且
其中该第一或第二表面区域中的至少一个包含化学气相沉积CVD合成金刚石。
2.根据权利要求1所述的合成金刚石材料,其中量子自旋缺陷选自以下任何缺陷:
含有硅的缺陷;
含有镍的缺陷;
含有铬的缺陷;
含有锗的缺陷;
含有锡的缺陷;和
含有氮的缺陷。
3.根据权利要求1所述的合成金刚石材料,其中量子自旋缺陷是荷负电的氮-空位缺陷NV-。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的合成金刚石材料,其中量子自旋缺陷的第一浓度是量子自旋缺陷的第二浓度的至少一百倍大。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的合成金刚石材料,其中表面是基本上平面的表面。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的合成金刚石材料,其中量子自旋缺陷的第一浓度等于或大于:1×1013个缺陷/cm3、1×1014个缺陷/cm3、1×1015个缺陷/cm3、1×1016个缺陷/cm3、1×1017个缺陷/cm3、1×1018个缺陷/cm3。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的合成金刚石材料,其中第一表面区域中的量子自旋缺陷的浓度等于或小于:4×1018个缺陷/cm3、2×1018个缺陷/cm3、1×1018个缺陷/cm3、1×1017个缺陷/cm3、或1×1016个缺陷/cm3。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的合成金刚石材料,其中量子自旋缺陷具有的Hahn-回波退相干时间T2等于或大于0.01ms、0.05ms、0.1ms、0.3ms、0.6ms、1ms、5ms或15ms。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的合成金刚石材料,还包含多个第一表面区域。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的合成金刚石材料,其中第一区域在平面的前表面下方的深度在100nm和100μm之间。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的合成金刚石材料,其中该表面还包含第三表面区域,...
【专利技术属性】
技术研发人员:M·L·马卡姆,A·M·埃德蒙斯,
申请(专利权)人:六号元素技术有限公司,
类型:发明
国别省市:英国;GB
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。