本文關(guān)鍵詞：利用離子束注入技術(shù)人工制備塊狀金剛石氮—空穴色心

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【摘要】：快速增長(zhǎng)的對(duì)計(jì)算能力以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蠹ぐl(fā)研究者尋找新的信息處理的工具。在各種方案中,量子信息和量子計(jì)算作為一個(gè)充滿挑戰(zhàn)的領(lǐng)域,近十幾年來(lái)被人們廣泛關(guān)注。Shor的量子因子分解法和Grover量子搜索算法展示了量子計(jì)算在本質(zhì)上超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)的可能。然而實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)量子線路、量子通信以及量子邏輯門等物理裝置又是富有挑戰(zhàn)性的。金剛石內(nèi)的氮-空穴色心(nitrogen-vacancy center)由于其可見(jiàn)光波段的熒光發(fā)射,熒光強(qiáng)度高,很好的相干持續(xù)時(shí)間,受激輻射時(shí)單次發(fā)射一個(gè)光子,室溫條件下穩(wěn)定的性質(zhì)等等優(yōu)良性質(zhì)得到了人們?cè)絹?lái)越多的重視和興趣。結(jié)構(gòu)上NV色心為金剛石中一個(gè)C原子被N原子取代,并在N原子臨近處存在一個(gè)空穴。NV色心具有零聲子線(zero phonon line, ZPL) 1.945eV(如正文所述這里指帶負(fù)電的NV-)。它有很好的穩(wěn)定性,在常溫下也觀察到它的ZPL。通過(guò)燒孔實(shí)驗(yàn)、核磁共振等研究,發(fā)現(xiàn)NV色心具有三重的基態(tài)和激發(fā)態(tài),并有至少一個(gè)的單重亞穩(wěn)態(tài)。為了得到性質(zhì)更好的NV色心樣品,我所在的研究小組利用離子束注入技術(shù)進(jìn)行了塊狀金剛石內(nèi)NV色心的人工制備,最終成功獲得了色心樣品。通過(guò)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中結(jié)合微納米加工技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了改進(jìn),并且在離子束注入技術(shù)以及退火過(guò)程的工藝參數(shù)優(yōu)化方面也做出了相應(yīng)努力,最終在塊狀金剛石樣品內(nèi)得到了熒光強(qiáng)度、相干時(shí)間以及磁場(chǎng)耦合強(qiáng)度等性質(zhì)不錯(cuò)的NV色心陣列,單個(gè)NV色心以及NV色心對(duì)的樣品。研究小組利用這些不同種類的NV色心樣品分別在量子超分辨成像以及NV色心電荷態(tài)的超衍射光學(xué)操控等領(lǐng)域做出了不錯(cuò)的工作。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ163

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本文編號(hào)：1243550