利用紫外光调节金刚石固态量子自旋电荷态的方法及其应用技术

技术编号:43923213 阅读:28 留言:0更新日期:2025-01-03 13:27
利用紫外光调节金刚石固态量子自旋电荷态的方法及其应用,本发明专利技术是为了解决调控NV色心两种电荷态的难题。利用紫外光调节金刚石固态量子自旋电荷态的方法:一、制备带有氮空位色心金刚石;二、以激光作为激发光源,对带有色心的金刚石进行辐照;三、在激光辐照条件下,同时施加紫外光源进行辐照,使中性电荷态NV<supgt;0</supgt;含量增加,从而完成利用紫外光调节金刚石固态量子自旋电荷态的方法。本发明专利技术通过紫外光辐照的方式对NV色心电荷态进行调控,与终端法和肖特基接触法相比具有非接触、无破坏性的特点,能够更好的保证晶体质量。本发明专利技术调节金刚石固态量子自旋电荷态的方法能够推进NV色心在量子精密测量以及可扩展性量子系统的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体材料及量子,具体涉及一种利用紫外光(uv)调节金刚石固态量子自旋电荷态的方法及其应用。


技术介绍

1、金刚石是一种载流子迁移率高、热导率高、禁带宽度大的新一代半导体材料,当金刚石晶格中掺入杂质原子,如氮原子或者硅原子的时候,将会形成晶体内的发光中心。这些发光中心具有量子光源的特征,能够应用于量子计算、量子通讯以及量子探测,具有非常广阔的应用场景。其中的金刚石氮-空位中心(nv色心)具有荧光强度稳定、电子自旋相干时间长、特征尺寸为原子级别的特点,是优良的纳米固态量子自旋传感器。nv色心电子自旋量子态还与温度场、电磁场等物理量具有耦合关系,基于这些耦合关系,科研人员在实验上实现了对相关物理量纳米级空间分辨率的高灵敏度表征,可用于量子传感技术。nv色心具有中性及负电荷两种状态,在单一应用中,通常只使用一种电荷态的nv色心,而另一种电荷态将作为背景荧光噪声存在。然而,在激发状态下,nv色心总是在中性电荷态(nv0)和负电荷态(nv-)之间转变,这极大地限制了nv的应用与可靠性。因此,nv色心的电荷态调控技术使得以nv色心为实验载体实现固态量子信本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.利用紫外光调节金刚石固态量子自旋电荷态的方法,其特征在于该调节金刚石固态量子自旋电荷态的方法按照以下步骤实现:

2.根据权利要求1所述的利用紫外光调节金刚石固态量子自旋电荷态的方法,其特征在于步骤一中带有氮空位色心金刚石中色心的浓度为400ppb~20ppm。

3.根据权利要求1所述的利用紫外光调节金刚石固态量子自旋电荷态的方法,其特征在于步骤一中制备带有氮空位色心金刚石的过程如下:

4.根据权利要求3所述的利用紫外光调节金刚石固态量子自旋电荷态的方法,其特征在于步骤b中使洁净的金刚石基底的温度达到700~850℃。

>5.根据权利要求3...

【技术特征摘要】

1.利用紫外光调节金刚石固态量子自旋电荷态的方法,其特征在于该调节金刚石固态量子自旋电荷态的方法按照以下步骤实现:

2.根据权利要求1所述的利用紫外光调节金刚石固态量子自旋电荷态的方法,其特征在于步骤一中带有氮空位色心金刚石中色心的浓度为400ppb~20ppm。

3.根据权利要求1所述的利用紫外光调节金刚石固态量子自旋电荷态的方法,其特征在于步骤一中制备带有氮空位色心金刚石的过程如下:

4.根据权利要求3所述的利用紫外光调节金刚石固态量子自旋电荷态的方法,其特征在于步骤b中使洁净的金刚石基底的温度达到700~850℃。

5.根据权利要求3所述的利用紫外光调节金刚石固态量子自旋电荷态的方法,其特征在于步骤d中在cvd生长过程中,控制氢气流量为200~400sccm,甲烷流量为4~32sccm,掺杂元素气体氮气流量为0.01~1sccm。

6.根据权利要求3所述的利用紫外光调节金刚石固态量子自旋电荷态的...

【专利技术属性】
技术研发人员:张森陈钻权刘本建赵继文郝晓斌李一村刘康代兵朱嘉琦韩杰才
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学
类型:发明
国别省市:

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