用于在金刚石层中产生至少一个确定性色心的方法技术

本发明专利技术涉及用于在金刚石层中产生至少一个确定性色心的方法。通过在第一步骤中将至少一种掺杂剂注入到金刚石层中并在第二步骤借助于低能离子轰击将至少一个杂质原子掺合到金刚石层中以形成色心，可以实现大于70％的非常高的转化率。与转化率只约为6％的未掺杂的金刚石相比，这是一个显著的增长。在此，通过用诸如磷、氧或硫等供体进行掺杂，能够实现可用于量子位应用的带负电的色心的转化率。于量子位应用的带负电的色心的转化率。于量子位应用的带负电的色心的转化率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在金刚石层中产生至少一个确定性色心的方法


[0001]本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分的用于在金刚石层中产生至少一个确定性色心的方法。

技术介绍

[0002]金刚石具有许多非凡的物理和化学特性。诸如极高的硬度、导热性和抗反应性等机械特性几个世纪以来一直是众所周知的，并在许多应用中使用。
[0003]自20世纪70年代以来，人们一直在研究金刚石的光学特性，但随着通过化学气相沉积(CVD)进行纳米结构化和生产金刚石的新方法的出现，最近在纳米光学和纳米光子学中开辟出令人兴奋的新研究和应用领域。
[0004]如今，能够以高同位素纯度合成具有无核自旋碳原子(
12
C)和特定晶体缺陷的金刚石。
[0005]特别地，对杂质原子的性质和浓度的控制为赋予金刚石专用的光学和电子属性提供了新的可能性。
[0006]量子技术特别受益于金刚石的非凡性能。在此，量子技术包括三大领域：量子计算、量子加密和量子感测。
[0007]物理量的精确检测是所有自然科学的基础，并且是几乎所有技术发展的必要前提和驱动力。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在金刚石层(15)中产生至少一个确定性色心(54)的方法(10)，其特征在于，在第一步骤(12)中，将至少一种掺杂剂注入到所述金刚石层(15)中，并且在第二步骤(22)中，通过低能离子轰击将至少一个杂质原子掺合到所述金刚石层(15)中，以形成所述色心(54)，其中，所述离子轰击(22)是利用离子注量高达10
10
cm
‑2的杂质原子进行的。2.根据权利要求1所述的方法(10)，其特征在于，将优选为磷、氧、硫或锂的供体或优选为硼的受体用作所述掺杂剂，且/或所述杂质原子选自由氮、镁、碳、铅、硼、惰性气体、硅、过渡金属和锡组成的组。3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法(10)，其特征在于，所述色心是NV
‑
中心(54)，且/或利用如下的杂质原子进行所述离子轰击(22)，所述杂质原子的离子注量在104cm
‑2至10
10
cm
‑2的范围内，优选在107cm
‑2至10
10
cm
‑2的范围内，最优选在108cm
‑2至10
10
cm
‑2的范围内，特别是在109cm
‑2至10
10
cm
‑2的范围内。4.根据前述任一项权利要求所述的方法(10)，其特征在于，所述掺杂剂的浓度在10
17
cm
‑3至10
19
cm
‑3的范围内，优选在1
×
10
18
cm
‑3和9
×
10
18
cm
‑3之间，且/或利用所述掺杂剂通过轰击来进行所述掺杂剂注入(12)，特别是以小于或等于150keV的能量和/或在109cm
‑2至10
13
cm
‑2的范围内，优选在10
10
cm
‑2至10
12
cm
‑2的范围内，特别在10
11
cm
‑2至10
12
cm
‑2的范围内的掺杂剂注量进行所述掺杂剂注入，且/或所述掺杂剂注入(12)在至少两个连续的不同步骤中进行，其中，所述掺杂剂注入(12)优选地通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：简，
申请(专利权)人：量子技术UG极限公司，
类型：发明
国别省市：