Generation and transport of photoexcited electrons in single-crystal diamond
我们报告的时间相关的光电流和运输测量的亚带隙光激发载流子在富氮（Ib型），单晶金刚石。瞬态载流子动力学的特征在于具有约3小时的长电荷存储寿命的俘获传导。通过测量光激发的霍尔效应，我们确认，电荷载流子是电子，并通过改变激发能，我们观察到一个强大的打开在光电导在~1.9 eV。这些发现揭示了氮掺杂单晶金刚石中的亚带隙态。
2009-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stabilizing shallow color centers in diamond created by nitrogen delta-doping using SF$_6$ plasma treatment
在这里，我们报告的制造稳定，浅（< 5 nm）的氮空位（NV）中心的金刚石中的氮δ掺杂在化学气相沉积（CVD）生长过程的最后阶段。在$SF_6$等离子体中处理金刚石后，NV稳定，否则观察不到色心，表明来自表面的强烈影响。X-射线光电子能谱学测量表明，在表面上只有氟原子的存在下，在以前的研究，并建议非常好的表面覆盖。我们设法从浸没油中的质子检测到氢核磁共振信号，揭示了约5 nm的NV深度
2015-03-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Orientation-dependent electric transport and band filling in hole co-doped epitaxial diamond films
金刚石是一种宽带隙的绝缘体，在碳中掺杂硼后，金刚石成为一种低温超导体。然而，有限的硼溶解度和显着的晶格无序引入硼掺杂阻止实现理论预测的高温超导性。在这里，我们提出了一种替代的共掺杂的方法，基于离子门控和硼取代的组合，在氢化薄膜外延生长（111）和（110）取向的单晶。依赖于栅极的电输运测量表明，硼掺杂的效果强烈依赖于晶体取向。在（111）表面中，它强烈地抑制电荷载流子迁移率并适度地增加栅极诱导掺杂，而在（110）表面中，它强烈地增加栅极诱导掺杂并适度地降低迁移率。在这两种情况下，最大总载流子密度保持在$2{\cdot}10^{14}\,$ cm $^{-2}$以下，比高温超导性理论上所需的值低三倍。密度泛函理论计算表明，这种强烈的取向依赖效应是由于在两个表面的态密度的比能量依赖。我们的研究结果允许确定在两个表面的空穴散射寿命的带填充和掺杂的依赖性，示出了在（110）表面和在（111）表面的凹进的绝缘体-金属过渡的受抑绝缘体-金属过渡的发生。
2022-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Fabrication and Investigation of Nitrogen doped Ultra-Nano-Crystalline Diamond Hall-bar Devices
使用微波辅助等离子体化学气相沉积（CVD），将氮掺杂的超纳米晶体金刚石（N-UNCD）层沉积在非导电金刚石层的顶部上，所述非导电金刚石层本身位于硅晶片上。然后，使用光刻和干法蚀刻技术将该结构成形为各种尺寸的霍尔条器件。在不同温度下，使用无冷冻剂稀释制冷机的设备的电性能进行了研究。
2013-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superinjection in diamond p-i-n diodes: bright single-photon electroluminescence of color centers beyond the doping limit
在高重复率下按需高效产生单光子是量子通信网络和光量子计算实际实现的关键。金刚石色心在室温下具有优异的发光性能，被认为是最有希望构建此类单光子源的平台。然而，由于不能在金刚石中产生高密度的自由电子，它们的有效电激发仍然是一个挑战。在这里，我们表明，在金刚石p-i-n二极管中使用自选通效应，可以克服掺杂问题，并将四个数量级以上的载流子注入到金刚石二极管的i-区域中，而不是掺杂的n-区域所允许的。这种高密度的自由电子可以有效地用于促进单光子电致发光过程，并将单光子源的亮度提高三个数量级以上。此外，我们表明，这样一个高的单光子发射率可以实现在非常低的注入电流密度只有0.001 A/mm的$^2$，这创造了低功耗和成本效益的金刚石量子光电子器件的量子信息技术的发展骨干。
2019-07-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Nanomechanical resonant structures in single-crystal diamond
单晶金刚石具有优异的材料性能，是纳米机械系统的一种有吸引力的材料。在这里，独立的，单晶金刚石纳米梁制造的角度蚀刻方法的机械共振特性的报告。共振频率显示的证据显着的压缩应力在双夹紧金刚石纳米梁，而悬臂梁共振模式遵循预期的长度平方反比的趋势。在高真空中记录了104量级的Q因子。这里提出的结果代表了未来基于金刚石的纳米机械系统的初步基础，该系统可以应用于经典和量子应用。
2013-09-07 cond-mat.mes-hall
Effects of low energy electron irradiation on formation of nitrogen-vacancy centers in single-crystal diamond
在扫描电子显微镜中暴露于低能电子束（2至30 keV）局部诱导NV中心的形成，而无需在已注入氮离子的金刚石中进行热退火。我们发现，非热，电子束诱导的NV-形成的效率比热退火低约四倍。但是与单独的热退火相比，在暴露于低能电子之后的连续热退火步骤（800 C）中的NV中心形成增加了高达1.8倍。这些观察点重建的氮空位复合物诱导的电子激发从低能量电子作为NV-中心形成机制，并确定本地电子激发作为空间控制的室温NV-中心形成的手段。
2012-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single-Crystal Diamond Nanomechanical Resonators with Quality Factors exceeding one Million
我们目前的纳米加工和机械测量的单晶金刚石薄膜的厚度下降到85纳米，厚度均匀性优于20纳米，和横向尺寸高达240微米。在室温下发现超过100万的品质因数，超过了类似尺寸的最先进的单晶硅杠杆的品质因数大约一个数量级。在毫开尔文温度下，力灵敏度为几百zeptonewtons的杠杆是最好的。因此，单晶金刚石可以通过简单地替代谐振器材料来直接改善现有的力和质量传感器，并导致具有极低能量耗散的量子纳米机械设备。
2012-12-06 cond-mat.mes-hall
Chip-based microcavities coupled to NV centers in single crystal diamond
研究了单晶金刚石中氮空位中心与片上微腔的光耦合。微腔由混合磷化镓和金刚石材料系统制造，并且支持光谱仪分辨率限制Q > 25000的回音壁模式共振。
2009-08-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nanoscale Sensing Using Point Defects in Single-Crystal Diamond: Recent Progress on Nitrogen Vacancy Center-Based Sensors
固体中的单个发光点缺陷，即所谓的色心，是原子大小的量子系统，能够以纳米级的空间分辨率进行传感和成像。在这篇综述中，我们介绍了纳米级传感的基础上个别氮空位（NV）中心的钻石。我们讨论了该领域的两个主要挑战：第一，在单晶金刚石表面以下小于10 nm的高度相干的浅NV中心的创建。第二，尖端状光子纳米结构的制造，使有效的荧光收集，并可用于扫描探针成像的基础上的色心与纳米级的分辨率。
2017-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Crystallographic Orientation Dependent Reactive Ion Etch in Single Crystal Diamond
在单晶金刚石中雕刻所需的形状在实现纳米光子学、量子计算和量子光学的复杂器件中变得越来越重要。单晶硅在氢氧化钾（KOH）中的晶体取向依赖性湿法蚀刻允许形成一系列形状，并且对MEMS（微机电系统）、AFM（原子力显微镜）和微流体具有显著影响。在这里，晶体方向相关的干蚀刻原理在电感耦合等离子体反应离子蚀刻机，它允许选择性地揭示所需的晶体平面单晶金刚石通过控制蚀刻条件。当入射离子在金刚石表面上的动能降低到一定阈值以下时，会导致沿特定晶面的各向异性蚀刻和刻面，从而证明了该原理。利用这一原理，利用氮空位中心制备了用于磁性测量的单片金刚石纳米柱。在这些纳米柱中，实现了高达21°的半锥角，这是报道的最高角度，这导致纳米柱的高光子效率和高机械强度。这些结果代表了晶体取向依赖的反应离子蚀刻原理的第一次演示，这为形成特定的纳米结构打开了一个新的窗口，这是纳米技术的核心。据信，这一原理将被证明是有价值的结构和图案化的其他单晶材料以及。
2020-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Optical quenching and recovery of photoconductivity in single-crystal diamond
本文研究了脉冲光（脉冲宽度为几纳秒）照射含氮杂质金刚石单晶所产生的光电流。应用相同波长的附加连续波光猝灭脉冲光电流。光猝灭光电流及其恢复特性的研究对于金刚石基电子学和传感技术的发展具有重要意义。
2016-10-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Pulse force nanolithography on hard surfaces using atomic force microscopy with a sharp single-crystal diamond tip
提出了基于AFM的纳米光刻技术。该方法使得能够利用尖锐尖端进行快速逐点压痕。当与单晶金刚石刀头串联使用时，这种技术可以在硬材料（如硅或金属）中形成高纵横比的凹槽。给出了在Si表面上制作的间距为30-100 nm、深度为5-32 nm的沟槽阵列的实例。对63 nm厚的金属磁性薄膜进行了切割实验。通过使用磁力显微镜来研究所得到的结构。
2013-12-03 cond-mat.mes-hall
Single crystal diamond pyramids for applications in nanoscale quantum sensing
我们提出了一种新的方法，结合自上而下的制造和自下而上的过度生长，以创建单晶金刚石纳米锥的形式的金刚石光子纳米结构。我们的方法依赖于金刚石纳米柱，其与单晶金刚石过度生长以形成沿着晶体面取向的金字塔结构。为了表征金字塔的光子特性，使用离子注入和退火以受控的方式创建色心。我们发现非常高的收集效率，从色心接近金字塔的顶点。我们进一步展示了金刚石金字塔的出色光滑度和锐利度，测得的尖端半径约为10纳米。我们的研究结果提供了有趣的前景，纳米量子传感使用钻石色心，我们的钻石金字塔可以用作扫描探针的纳米成像。在那里，我们的方法将提供显着的优势相比，锥形扫描探头，定义了目前的最先进的。
2019-10-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Photoconductance of a submicron oxidized line in surface conductive single crystalline diamond
我们报道了氢终止金刚石图案化亚微米氧化线的亚带隙光电现象。该线作为位于氢化金刚石表面下方的二维空穴气的能量势垒。测量了亚带隙照明的空穴电导率的光电导增益。这些发现与光生电子被困在势垒内的缺陷能级是一致的。我们讨论了光电现象的空间和能量特性，以及可能的光电流效应。
2010-04-22 cond-mat.mes-hall
High-Q optical nanocavities in bulk single-crystal diamond
单晶金刚石以其独特的光学、力学和热学性质，在经典光学和量子光学领域有着广泛的应用前景。然而，异质外延生长和可扩展的制造技术的缺乏仍然是阻碍金刚石光子学更广泛发展和应用的主要限制因素。在这项工作中，我们克服了这个困难，通过调整角度蚀刻技术，以前开发的实现金刚石纳米机械谐振器，制造赛道谐振器和光子晶体腔体中的大块单晶金刚石。我们的器件具有超过10^5的大光学品质因数，并在宽波长范围内工作，涵盖可见光和电信。这些新开发的高Q值金刚石光学纳米腔为丰富的应用打开了大门，从非线性光学和化学传感，到量子信息处理和腔光学力学。
2014-08-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Photonic nano-structures on (111) oriented diamond
我们展示了在（111）取向的化学气相沉积金刚石衬底上制备单晶金刚石纳米柱。这种晶体取向提供了氮空位（NV）中心发射与纳米柱模式的最佳耦合，因此优于先前的方法。我们表征了这些纳米柱中的单一原生NV中心，并发现单晶金刚石中报道的最高饱和荧光计数率之一超过每秒10个${}^6$计数。我们表明，我们的纳米制造过程保存的优先排列，以及在我们的结构中的NVs的自旋相干性。我们的研究结果将使新一代的高灵敏度的探头为NV的磁强计和铺平道路的光子晶体与NV中心的发射偶极子的最佳取向。
2014-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Pressure-Tunable Photonic Band Gaps in an Entropic Colloidal Crystal
采用金刚石结构的材料在原子和胶体系统中具有有用的特性，并且是在可能具有光子带隙的胶体中合成的流行目标。钻石结构的理想光子特性为可重构物质提供了一个有趣的机会：我们能否创造一种能够可逆地切换到钻石结构和从钻石结构切换的胶体晶体？从金刚石形成原子系统的高压转变中汲取灵感，我们设计了一个多面体形状的颗粒系统，该系统在小的压力变化时从金刚石转变为四金刚石衍生物。或者，可以通过原位改变颗粒的形状来触发转变。我们建议，过渡提供了一个可逆的重新配置过程的一个潜在的新的胶体材料，并绘制这种过渡和相行为的原子过渡，我们从中得到灵感之间的相似之处。
2018-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Color center fluorescence and spin manipulation in single crystal, pyramidal diamond tips
我们调查明亮的荧光氮（NV）和硅空位色心的金字塔，单晶金刚石尖端，这是商业上可作为原子力显微镜探针。我们用$T_2 = 7.7(3)\,μ$相干地操纵NV电子自旋系综。不同针尖高度的色心寿命表明有效的折射率效应和猝灭。使用数值模拟，我们验证了增强的光子率从发射器接近金字塔的顶点，扫描探头传感的情况下有希望的。
2016-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Nanofluidics of Single-crystal Diamond Nanomechanical Resonators
单晶金刚石纳米机械谐振器正在开发无数的应用。这些应用中的许多要求谐振器在流体中操作，即，气体或液体。在这里，我们调查的流体动力学的单晶金刚石纳米机械谐振器的形式nanoantilevers。首先，我们测量了具有不同线性尺寸和频率的金刚石纳米悬臂梁在三种气体He，N $_2$和Ar中的压力依赖性耗散。我们观察到，长度尺度和频率之间的微妙的相互作用支配的流体耗散的缩放。其次，我们通过分析分子流状态下的耗散，比较了不同气体在金刚石表面的表面可容性。最后，我们测量的纳米antilevers在水中的热波动，并比较所观察到的耗散和频率的变化与理论预测。这些发现为开发可在流体中操作的金刚石纳米机械谐振器奠定了基础。
2015-11-10 cond-mat.mes-hall physics.flu-dyn
Waveguide-integrated single-crystalline GaP resonators on diamond
金刚石中氮空位（NV）中心的大规模纠缠将需要NV中心与光网络的集成。为了实现这一目标，我们提出了单晶磷化镓（GaP）金刚石谐振器波导耦合结构的制造。我们演示了1 μm直径GaP圆盘谐振器与加载Q因子为3，800的波导之间的耦合，并评估了如果与单光子发射器集成，它们高效收集光子的潜力。这项工作开辟了一条道路，可扩展的NV纠缠在混合GaP/金刚石平台，有可能集成片上光子收集，开关和检测应用在量子信息处理。
2014-04-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nanoscale sensing based on nitrogen vacancy centersin single crystal diamond and nanodiamonds:achievements and challenges
在仪器、材料和理论描述的共同发展的推动下，固体中量子发射体的传感和成像能力在过去二十年中显著提高。固体中的量子发射体，其性质类似于原子和离子，提供了另一种方法来探测自然和人工纳米系统，具有最小的干扰和最终的空间分辨率。在这些新兴的量子发射体中，金刚石中的氮空位色心是一个突出的例子，因为它在室温下具有固有的性质（高发光、光稳定、生物相容、高相干自旋态）。本文综述了纳米金刚石和单晶金刚石中NV中心在传感和成像方面的最新进展和成就。我们还强调了不同类型钻石的普遍挑战和材料方面，并概述了使用颜色中心作为传感器时要考虑的主要参数。作为一种新型的传感资源，我们突出的NV centersas发光电偶极子和它们的耦合到其他纳米级偶极子，如石墨烯的属性。
2019-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Advanced Fabrication of Single-crystal Diamond Membranes for Quantum Technologies
单晶金刚石及其色心作为传感器平台和在光子学中的许多有前途的应用需要厚度范围从几微米到几百nm的独立膜。在这项工作中，我们提出了一种方法，方便地制造这种薄膜的尺寸高达约一毫米。我们在基于氩气、氧气和SF $_6$的感应耦合反应离子蚀刻工艺中使用市售金刚石板（厚度50 $μ$ m）。因此，我们避免使用有毒的、腐蚀性的进料气体，并为先前提出的涉及氯基蚀刻步骤的配方添加了替代方案。我们的膜是光滑的（RMS粗糙度<1 nm），并显示出中等厚度变化（中心部分：<1 $μ$ m，超过$\approx \,$ 200 × 200 $μ$ m $^2$）。由于改进的蚀刻掩模几何形状，我们的膜在我们的氯基和SF $_6$基工艺中能够可靠地附着在金刚石板上。因此，我们的研究结果开辟了通往更高的可靠性，在金刚石器件的制造和放大的路线。
2018-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Diamond optomechanical crystals
在单晶金刚石中实现的腔光学机械系统将受益于其非凡的材料特性，包括低机械耗散和宽的光学透明窗口。金刚石还富含光学活性缺陷，例如氮空位（NV）和硅空位（SiV）中心，它们在固态下表现为类原子系统。NV电子自旋通过晶格应变与声子的相干耦合的预测和观测已经激发了旨在实现混合量子系统的金刚石纳米机械装置的发展，其中声子提供与金刚石自旋的界面。在这项工作中，我们展示了金刚石光机械晶体（OMC），一个设备平台，使这样的应用，其中的共定位的~ 200太赫兹光子和几个到10 GHz的声子在准周期性金刚石纳米结构导致耦合的光学腔场通过辐射压力的机械模式。与其他材料系统相比，金刚石OMC在分辨边带机制下工作，具有大的腔内光子容量（> 10 $^5$）和足够的光机械耦合率，在室温下达到~ 20的协同系数，允许观察光机械诱导的透明性和实现大振幅光机械自振荡。
2016-09-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Hybrid photonic crystal cavity and waveguide for coupling to diamond NV-centers
提出了一种超高Q值光子晶体纳米腔的设计，该腔可与单晶金刚石样品表面附近的氮空位（NV）中心相互作用。该结构基于纳米线光子晶体几何形状，并且由图案化的高折射率膜（诸如由金刚石衬底支撑的磷化镓（GaP））组成。该纳米腔支持品质因数Q > 150万且模体积V < 0.52（λ/n_ \text{GaP}）^[3]的模，并有望使珀塞尔增强对位于金刚石表面以下50 nm以上的NV的自发发射的收集。纳米线光子晶体波导可用于有效地将光耦合进腔和耦合出腔，或者作为NV声子边带发射的有效宽带收集器。所提出的结构可以使用现有的材料和加工技术制造。
2009-05-22 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Anisotropies in the linear polarization of vacancy photoluminescence in diamond induced by crystal rotations and strong magnetic fields
本文研究了金刚石晶体中中性和带负电的氮空位和中性空位的光致发光的线偏振特性，它们的对称性和对强外磁场的响应。在室温下超过10%的线性偏振度和它们的零声子线的偏振平面的旋转显著地依赖于围绕特定轴的晶体旋转，从而展示各向异性的角演化。偏振面旋转的符号通过晶体旋转周期性地改变，这指示正交线性偏振的电子激发态之间的切换。在高达10 T的外部磁场下，线偏振度的角度依赖性经历显著的相移。此外，在室温和6 K下，对于带负电荷的氮空位，线偏振面的旋转随磁场的增加而线性增加，这归因于磁光法拉第旋转.
2017-11-09 cond-mat.mes-hall
Band-gap-engineered spin-phonon, and spin-spin interactions with defect centers in diamond coupled to phononic crystals
研究了金刚石缺陷中心与准一维声子晶体相互作用的自旋-声子系统。我们发现，一个单一的缺陷中心，耦合到声子晶体波导的带隙附近的声子模式，可以种子自己的声子腔模式与周围的缺陷中心的位置呈指数衰减的包络。自旋诱导声子腔，具有大大减少和可调的模式体积，允许相干声子介导的相互作用之间的远程自旋具有高度可调的范围，使访问各种远程相互作用的自旋模型。这项工作为探索量子多体物理和具有缺陷中心和周期性声子纳米结构的量子信息处理开辟了前景。
2019-01-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Single crystal diamond nanobeam waveguide optomechanics
光机械装置灵敏地利用光来激发和致动纳米机械结构的运动。单晶金刚石有望提高光机械器件的性能，同时也为纳米机械与金刚石色心自旋和相关量子技术的接口提供了机会。在这里，我们展示了耗散波导-光机耦合超过35 GHz/nm的金刚石纳米梁支持光波导模式和机械谐振，并使用这种光机耦合测量纳米梁位移的灵敏度$9.5$ FM/ $\sqrt{\text{Hz}}$和光学带宽$>150$ nm。纳米梁是由体光学级单晶金刚石使用可扩展的底切蚀刻工艺制造的，并且在室温下支持具有品质因子$2.5 \times 10^5$的机械共振，并且在低温条件（5 K）下支持具有品质因子$7.2 \times 10^5$的机械共振。机械自振荡，光热效应和光学机械效应之间的相互作用，观察到超过200 nm的振幅为子$μ$ W吸收的光功率，表现出潜在的光学机械激发和操纵的金刚石纳米机械结构。
2015-04-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Nanoimplantation and Purcell enhancement of single NV centers in photonic crystal cavities in diamond
我们提出了一个控制创建的单氮空位（NV）中心通过离子注入的光子晶体腔的中心，这是在超纯，单晶金刚石膜制造。NV中心的高分辨率放置是通过原子力显微镜（AFM）的穿刺尖端使用5keV的氮离子束的准直来实现的。我们证明了注入NV中心的宽带荧光耦合到腔模，并观察到Purcell增强的自发发射。结果与主方程模型的腔耦合是一致的。
2015-03-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
A method for simulating level anti-crossing spectra of diamond crystals containing NV$^-$ color centers
本文提出了一种计算晶体中相互作用的顺磁缺陷中心的能级反交叉谱的有效方法。LAC光谱是指顺磁色心的光致发光强度的磁场依赖性：这种场依赖性通常表现出尖锐的特征，例如源自自旋系统中的LAC的峰或谷。我们的方法考虑到电子塞曼相互作用与外部磁场，偶极-偶极相互作用的顺磁中心，超精细耦合的顺磁缺陷的磁性核和零场分裂。用这种方法不仅可以得到LAC谱中谱线的位置，而且可以再现谱线的形状和谱线间的相对振幅。作为一个突出的例子，我们提出了一个计算的LAC光谱在金刚石晶体中含有负电荷的NV中心。
2018-12-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Single-crystal diamond low-dissipation cavity optomechanics
单晶金刚石腔光学机械设备是混合量子系统的一个很有前途的例子：通过将机械共振耦合到光和电子自旋，它们可以使光子控制固态量子比特的新方法成为可能。然而，从高质量的金刚石芯片实现腔光学机械器件一直是一个突出的挑战。在这里，我们展示了单晶金刚石腔光学机械设备，可以使光子-声子-自旋耦合。观察到腔光机械耦合到$2\,\text{GHz}$频率（$f_\text{m}$）机械共振。在室温环境条件下，这些共振具有低耗散（机械品质因数，$Q_\text{m} > 9000$）和高频率的记录组合，其中$Q_\text{m}\cdot f_\text{m} \sim 1.9\times10^{13}$足以实现室温单声子相干。该系统在红外和可见光波长处具有高的光学品质因数（$Q_\text{o} > 10^4$）共振，几乎是边带分辨的，并且具有光机械协同性$C\sim 3$。通过辐射压力激发的机械自振荡，其31 pm的振幅被预测为提供0.6 MHz的耦合率到金刚石氮空位中心基态跃迁（6 Hz /声子），和$\sim10^5$更强的耦合率到激发态跃迁的金刚石电子自旋的设备的光机械控制的潜力被证明。
2016-10-12 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Sub-to-super-Poissonian photon statistics in cathodoluminescence of color center ensembles in isolated diamond crystals
本研究针对金刚石色心集合光子发射统计的调控问题，通过电子束激发同步发射体的方式，实验实现了二阶关联函数$g_2(0)$可在大于1和小于1间调节的光子源，为室温信息技术提供可调谐平台。
2023-02-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Scanning cavity microscopy of a single-crystal diamond membrane
本研究通过扫描腔显微镜探究集成单晶金刚石薄膜的高精细度微腔，揭示金刚石表面对腔模结构及珀塞尔增强的影响，为优化自旋-光子接口提供路径。
2023-03-29 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Diamond optomechanical crystals with embedded nitrogen-vacancy centers
混合量子器件，其中不同的量子元件组合以实现增强的功能，近年来由于其解决量子信息处理、通信和控制中的关键问题的令人兴奋的潜力而受到广泛关注。具体地，在混合机械装置领域中已经取得了显著进展，其中量子位耦合到机械振荡器。超导量子比特已经证明了这种设备中的强耦合，并且通过晶体应变将缺陷量子比特耦合到机械元件已经实现了量子比特测量和控制的新方法。在本文中，我们展示了嵌入氮空位（NV）中心的金刚石光机械晶体的制造，实现量子制度与缺陷量子比特混合机械设备的初步步骤。我们测量了金刚石光机晶体的光学和机械共振以及单个嵌入NV中心的自旋相干性。我们发现，自旋有很长的相干时间$T_2^* = 1.5 μs$和$T_2 = 72 μs$，尽管其接近纳米表面。最后，我们讨论了这些设备的潜在改进和未来的实验在量子制度的前景。
2018-11-10 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Diamond Phononic Crystal Spin-Mechanical Resonators with Spectrally Stable Nitrogen Vacancy Centers
我们报道了嵌入二维声子晶体正方晶格中的金刚石自旋机械谐振器的设计和制造。矩形谐振器具有GHz的面内压缩模式的保护的声子带隙的正方形晶格。一个膜在散装的方法被开发用于制造的悬浮的2D结构。这种方法克服了现有方法的局限性，这些方法要么与必要的高温热退火不兼容，要么不适合具有所需特征尺寸的2D结构。采用分级软氧腐蚀，腐蚀速率逐渐降低到1 nm/min以下，用于去除由反应离子腐蚀损坏的缺陷表面层。将分级蚀刻与其他已建立的表面处理技术相结合，将厚度低于1微米的谐振器中的氮空位中心的光学线宽减小到窄至330 MHz。
2019-05-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
