中國科大在高性能金剛石量子器件制備上取得重要進(jìn)展
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)中科院微觀磁共振重點實驗室杜江峰、王亞等人在金剛石量子器件制備方向取得重要進(jìn)展,發(fā)展了一種全新的基于自對準(zhǔn)的光子學(xué)器件制備加工技術(shù),可將氮-空位色心這一原子級量子傳感器以納米級精度加工到金剛石器件最佳工作位置,實現(xiàn)接近最優(yōu)光學(xué)探測性能的量子傳感器陣列。這項研究成果以“Self-aligned patterning technique for fabricating high-performance diamond sensor arrays with nanoscale precision”為題發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》[Sci. Adv.8, eabn9573 (2022)]上。 金剛石,俗稱“鉆石”,具有高硬度、高穩(wěn)定性、高透光性、高熱導(dǎo)率以及超高的禁帶寬度等優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì),在超精密加工、光學(xué)材料以及半導(dǎo)體電子器件等工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。近十多年來,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)金剛石中一種可以發(fā)光的原子尺度晶格缺陷--氮-空位色心(簡稱NV色心)具有極大的量子應(yīng)用前景,讓存在缺陷的不“完美”金剛石變得在實用性上更加“完美”。NV色心不僅可以以納米空間分辨率對電磁場、壓力等多種物理量在室溫大氣乃至極端環(huán)境下進(jìn)行精密測量,也可以建立多體量子糾纏,用于研究量子信息等基礎(chǔ)問題,在前沿基礎(chǔ)科學(xué)、高科技產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域有重大應(yīng)用價值。 |