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前言技术:中国科大在高性能金刚石量子器件制备上取得重要进展

据中国科大网消息,中国科学技术大学中科院微观磁共振重点实验室杜江峰、王亚等人在金刚石量子器件制备方向取得重要进展,发展了一种全新的基于自对准的光子学器件制备加工技术,可将氮-空位色心这一原子级量子传感器以纳米级精度加工到金刚石器件最佳工作位置,实现接近最优光学探测性能的量子传感器阵列。这项研究成果发表在《科学进展》[Sci. Adv.8, eabn9573 (2022)]上。
金刚石,俗称“钻石”,具有高硬度、高稳定性、高透光性、高热导率以及超高的禁带宽度等优异的物理化学性质,在超精密加工、光学材料以及半导体电子器件等工业领域有着广泛的应用。近十多年来,科学家发现金刚石中一种可以发光的原子尺度晶格缺陷--氮-空位色心(简称NV色心)具有极大的量子应用前景,让存在缺陷的不“完美”金刚石变得在实用性上更加“完美”。NV色心不仅可以以纳米空间分辨率对电磁场、压力等多种物理量在室温大气乃至极端环境下进行精密测量,也可以建立多体量子纠缠,用于研究量子信息等基础问题,在前沿基础科学、高科技产业等领域有重大应用价值。