均质自支撑纳米结构:毫米级体块金刚石在量子技术中的应用

基于金刚石中光学可操控自旋量子比特的量子设备,是量子传感和通信等量子技术领域的理想平台。金刚石晶体纳米与微米结构的加工对提升设备性能至关重要,但当前制造工艺仍面临挑战,往往需要在表面质量、深宽比、器件尺寸和均匀性之间作出权衡。该研究团队通过创新方法制备出毫米尺度、超薄(可至70纳米)且高度平整(<0.35纳米/微米)的单晶金刚石薄膜,这些薄膜无杂质污染且具有原子级光滑表面(均方根粗糙度<200皮米),满足最先进量子应用的严格要求。通过制造大面积自立式均匀光子纳米和微结构阵列,研究人员验证了该方法的优越性和普适性。基于改良的光刻策略,该技术具备更强扩展性,可直接生成即用型稳固结构,同时保持与拾放转移技术异质集成的兼容性。

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