通过高温注入提高浅层NV-团簇的磁场灵敏度
具有良好光学与自旋特性的高密度浅层氮空位色心(NV-)系综对提升金刚石基量子传感器的性能至关重要。离子注入技术能精确调控NV-色心的深度与密度,但在高注量条件下,该方法面临NV-转化率低和样品非晶化的限制,且浅层NV-自旋特性会因表面效应而退化。该研究团队通过在不同温度(20°C、400°C、800°C)下进行10-15 keV能量区间、注量高达1×10¹⁵ ions/cm²的N₂⁺离子注入实验,系统探究了注入温度对晶格损伤、NV-转化率及自旋特性的影响。结果表明:800°C高温注入可使金刚石在1×10¹⁵ ions/cm²注量下保持结构完整性而不发生非晶化;同时将NV-转化率提升达5倍,且未损害T₂*、T₂和T₁相干时间。这一方法为增强NV-系综的磁场灵敏度提供了有效途径。
