Dislocation Slip or Phase Transformation Lead to Room-Temperature Plasticity in Diamond: Comment on Plastic Deformation of Single-Crystal Diamond Nanopillars
尽管几十年来对金刚石的机械性能进行了广泛的研究，但由于室温下的变形能力差，因此在塑性形变机制方面仍有许多问题需要了解。在新材料最近的一项工作中，<001>基于扫描电子显微镜内未恢复变形的观察，声称室温塑性发生在取向的单晶金刚石纳米柱中。通过分子动力学模拟，提出塑性形变是由从sp3碳相到O 8-碳相的相变介导的。通过比较，我们的原位透射电子显微镜研究表明，室温下的塑性可以通过位错滑移在两个<100>和<111>取向的金刚石纳米柱。脆性到韧性的转变高度依赖于应力状态。我们注意到，表面结构可能在变形机制中起着重要的作用，因为纳米级金刚石的初始塑性总是发生在表面区域。
2020-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature photo-chromism of silicon vacancy centers in CVD diamond
金刚石中的硅空位（SiV）中心通常存在于三种稳定的电荷状态中，SiV 0，SiV-和SiV 2-，但研究导致它们形成的过程是具有挑战性的，特别是在室温下，由于它们的光致发光速率完全不同。在这里，我们使用共聚焦荧光显微镜激活和探测在环境条件下所有三个电荷状态之间的电荷相互转换。特别是，我们见证了SiV 0的形成通过两步捕获扩散，光生空穴，一个过程中，我们暴露通过直接SiV 0荧光测量在低温和共聚焦显微镜观察在外部施加的电场的存在下。此外，我们表明，连续红色照明诱导的逆过程，首先转化SiV 0到SiV-，然后到SiV 2-。我们的研究结果揭示了SiV的电荷动力学，并为纳米传感和量子信息处理提供了机会。
2022-11-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Direct Observation of Room-Temperature Dislocation Plasticity in Diamond
众所周知，金刚石在室温下不发生塑性变形，通常以灾难性的脆性断裂而失效。在这里，我们展示了亚微米尺寸的金刚石柱的室温位错塑性在透射电子显微镜的原位力学测试。我们在前所未有的细节文件的时空特性的位错引入的无约束压缩，包括位错的产生和传播。断层重建的原子分辨观测结果明确地表明，Burgers矢量为1/2的混合型位错分别<110>在和方向的单轴压缩下在金刚石的非密排{001}面被激活<111><110>，而在定向加载下在{111}面被激活<100>，表明取向相关的位错塑性。这些结果为金刚石的力学行为提供了新的见解，并刺激了对金刚石以及其他脆性共价晶体在低温下的基本变形机制的重新思考。
2020-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced sensitivity of partial O-terminated H-diamond for H2S detection at room temperature
本文研究了部分O端接H金刚石薄膜在室温下的H2S检测行为，发现最优的部分O端接传感器因O官能团的催化活性使灵敏度提升约一个数量级，并基于湿度诱导H2S水解化提出了传感机制。
2023-11-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Effect of deep-defect excitation on mechanical energy dissipation of single-crystal diamond
金刚石的超宽带隙将其与其他半导体区分开来，因为所有已知的缺陷都具有在室温下不活跃的深能级。在这里，我们提出的影响，深缺陷的机械能量耗散单晶金刚石的实验和理论高达973 K。能量耗散被发现随温度的增加，并表现出局部最大值，由于声子和深缺陷之间的相互作用，在特定的温度下激活。提出了一个含深能级的二能级模型，较好地解释了高温下的能量耗散。很明显，去除硼杂质可以显著提高室温金刚石机械谐振器的品质因数。氮的深能性质赋予单晶金刚石在室温或更高温度下在机械谐振器中具有出色的低本征能量耗散。
2020-10-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Room Temperature Operation of a Radiofrequency Diamond Magnetometer near the Shot Noise Limit
我们在环境温度下操作的氮空位（NV-）金刚石磁强计，并研究其带宽的实验参数，包括光学和微波激发功率的依赖关系。我们介绍了一个分析理论，产生一个明确的公式的NV-自旋的合奏振荡磁场，如在NMR应用的响应。我们测得的探测带宽为1.6 MHz，灵敏度为4.6 nT/Hz^（1/2），这在具有这种有效体积的探测器中是前所未有的，并且接近我们实验的光子散粒噪声极限。
2012-01-16 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.ins-det
A defect in diamond with millisecond-scale spin relaxation time at room temperature
Princeton University（普林斯顿大学）；University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；US Naval Research Laboratory（美国海军研究实验室）；University of North Carolina at Chapel Hill（北卡罗来纳大学教堂山分校）；University of Iowa（爱荷华大学）
本研究发现金刚石中WAR5缺陷在室温下具有0.97毫秒的自旋弛豫时间，并在4K时达到14.38分钟，同时展示了光学自旋极化和零声子线候选。
2026-03-07 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Scalable Fabrication of Diamond-on-Silica Heterostructures via High-Selectivity Deep ICP-RIE and Room-Temperature Bonding
Univ Rennes, INSA Rennes, CNRS, Institut FOTON - UMR 6082（雷恩大学，雷恩国立应用科学学院，法国国家科学研究中心，FOTON研究所）
研究通过高选择性深感应耦合等离子体反应离子刻蚀和室温键合制备二氧化硅上的金刚石异质结构，用单层SiO2硬掩膜结合多步氧基刻蚀工艺，实现对金刚石膜的完全穿透蚀刻，为集成量子光子学和传感应用提供可扩展无污染途径。
2026-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Photo-induced charge state dynamics of the neutral and negatively charged silicon vacancy centers in room-temperature diamond
本研究利用多色共聚焦显微镜和密度泛函理论，揭示了室温金刚石中硅空位中心的光致电荷态转换动力学，发现SiV0到SiV-的转换遵循单光子线性过程，而SiV-到SiV2-的转换涉及氮原子辅助的电子隧穿。
2024-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Temperature and Humidity Dependence of Resistance in Nano-Diamond Powder
在液氮温度至室温和相对湿度为10%至100%的环境中测量了爆轰纳米金刚石粉末的电阻。在室温（约295 K）下，在100%相对湿度下暴露样品数小时后，当温度降低时，电阻在约240 K下增加到我们的设备的测量上限（120 MΩ）。在加热时，电阻下降回到室温值，具有一些滞后。对于在室温下在100%相对湿度下暴露数小时后的样品，随着相对湿度降低，样品电阻增加至装置的范围上限。随着相对湿度的增加（均在室温下），电阻下降。对于在室温下暴露于低（~10%）相对湿度数小时的样品，随着湿度增加（在室温下），电阻降低，然后当湿度降低时电阻增加。其温度行为与石墨粉和多壁碳纳米管的温度行为明显不同。
2018-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electromagnetic properties of polycrystalline diamond from 35K to room temperature and microwave to terahertz frequencies
介质谐振器是许多微波和毫米波应用的关键部件，包括高Q滤波器和用于精确频率合成的频率确定元件。这些通常取决于电介质材料的质量。最好的低温微波振荡器的常用材料是蓝宝石。然而，蓝宝石正在成为更高频率设计的限制因素。因此，重要的是要找到新的候选人，可以满足要求的毫米波低噪声振荡器在室温和低温。这些时钟被用作许多领域的参考，如现代电信系统，射电天文学（VLBI）和量子极限的精密测量。在35 K和330 K之间的温度下，在微波至亚毫米波频率下，对多晶金刚石盘的电磁特性的温度依赖性进行了高分辨率测量。低温测量是使用TE 01 δ介电模式谐振器进行的，该谐振器放置在连接到单级脉冲管制冷机的真空室内。在室温下使用准光学双透镜传输装置、法布里-珀罗腔和用波导激发的回音壁模式谐振器的组合进行高频表征。我们的CVD金刚石样品表现出随着频率的增加而降低的损耗角正切。我们将结果与已知的晶体进行比较。这种比较清楚地表明，多晶金刚石可能是在毫米波产生稳定频率的重要材料。
2013-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Large Room Temperature Bulk DNP of $^{13}$C via P1 Centers in Diamond
我们利用微波诱导金刚石中的替位氮缺陷（P1心）的动态核极化（DNP），在室温3.34 T下超极化单晶和粉末样品中的体$^{13}$ C核。所证明的大的（$>100$ -倍）增强对应于在1\%丰度的$^{13}$ C自旋的信号平均方面大于10，000倍的改进。在静态（非旋转）条件下使用低功率固态源进行DNP。金刚石粉末的DNP谱（DNP增强作为微波频率的函数）显示出与EPR谱广泛相关的特征。在$^{14}$ N自旋的中心（$m_I=0$）流形上观察到一个明确的负Overhauser峰和两个固体效应峰。以前在金刚石中的低温测量已经测量了该流形中的正Overhauser增强。频率啁啾毫米波激发的电子自旋被认为是显着提高两个外部核自旋流形（$m_I = \pm 1$）的增强和模糊的一些尖锐的功能与中央流形。使用交叉效应和截断交叉效应的组合来最好地拟合外部线-已知其模仿Overhauser效应的特征。在单晶样品的实验中也观察到类似的特征。在相同的实验条件下，在单一材料系统中观察到所有这些机制可能是由于所使用的高压高温（HPHT）Ib型金刚石样品的显著不均匀性。在几特斯拉以上的场的大的室温DNP增强使得光谱研究在环境条件下具有更好的化学位移分辨率。
2022-07-25 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Diamond-Like Carbon film from Liquid Gas on Metallic Substrates
采用直流等离子体技术，利用液态气体在铜、铝和钢基体上制备了类金刚石薄膜。红外光谱的吸收表明，生长的薄膜为类金刚石薄膜。通过对50 mAh和200 ${}^\circ$ C下生长的薄膜的室温紫外-可见光谱的解卷积，除了得到CL、PL、PLC和ESR的谱线外，还得到了一些新的谱线。我们还观察到了激子在室温下的吸收线。
1998-01-05 cond-mat.mtrl-sci
n-Type diamond synthesized with tert-butylphosphine for long spin coherence times of perfectly aligned NV centers
室温下，掺磷的n型金刚石中氮空位中心的自旋相干时间最长。然而，在化学气相沉积（CVD）技术中难以控制杂质掺入和使用剧毒的磷化氢气体给n型金刚石的生长带来了问题。在本研究中，n型金刚石样品的化学气相沉积合成使用叔丁基膦，这是比磷化氢毒性小得多。发现通过逐渐增加H2和CH $_4$的气体流速来抑制无意的氮掺入。霍尔测量证实了在不同的生长条件下制备的三个测量样品的n型导电。在室温下测得的最高霍尔迁移率为422 cm $^2$ /（Vs）。在氮浓度最低的样品中，自旋相干时间（$T_2$）增加到1.62 $\pm$ 0.10 ms。光学检测的磁共振光谱表明，所有测量的NV中心沿[111]方向排列。该研究为生长具有完美排列的NV中心的掺磷n型金刚石提供了合适的CVD条件，该NV中心具有长的自旋相干时间，这对于量子金刚石器件的生产至关重要。
2022-05-31 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Room Temperature DNP of Diamond Powder Using Frequency Modulation
动态核极化（DNP）是一种通过使用共振微波（MW）辐射将极化从电子自旋转移到核自旋来增强NMR信号的方法。在大多数情况下，使用单色连续波（MCW）MW照射。最近，几个研究小组已经表明，使用频率调制的MW照射可以导致额外的增加DNP增强以上获得MCW。在20 K以下，用稳定的有机自由基4-羟基TEMPO（TEMPO）研究了频率调制对固体效应（SE）和交叉效应（CE）的影响。在这里，除了SE和CE，我们讨论了在室温下的金刚石粉末的$^{13}$ C-DNP的Overhauser效应（OE）和截断CE（tCE）的频率调制的影响。我们最近发现，金刚石粉末可以同时表现出多种DNP机制，由于金刚石微晶内的P1（取代氮）环境的异质性。我们探索通过频率调制的两个最重要参数获得的增强1）调制频率，$f_{m}$（调制频率变化的速度）和2）调制幅度，$Δω$（微波频率变化的幅度）影响通过每种机制获得的增强。在DNP期间的频率调制不仅允许我们改善DNP增强，而且还为我们提供了一种控制哪种DNP机制最活跃的方法。通过选择适当的调制参数，我们可以选择性地增强某些机制，同时抑制其他机制。
2022-07-29 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Maser Threshold Characterization by Resonator Q-Factor Tuning
本文设计搭建优化实验装置，通过调谐微波谐振器品质因数并结合自旋能级反转程度，表征金刚石 NV⁻ 色心室温连续波微波激射器的阈值与工作参数空间。
2023-12-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Robust Diamond/\b{eta}-Ga2O3 Hetero-p-n-junction Via Mechanically Integrating Their Building Blocks
本文提出通过机械集成块体材料制备金刚石/β-Ga2O3异质p-n结，实现理想因子1.28的创纪录低值和超过10^8的整流比，为超宽禁带半导体异质结制备开辟新途径。
2023-11-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Thermal stress modelling of diamond on GaN/III-Nitride membranes
用于氮化镓（GAN）器件的金刚石散热器目前依赖于稳健的晶片键合工艺。无键合膜方法显示出潜力，然而，将金刚石直接化学气相沉积（CVD）到III族氮化物（III-N）异质结构膜上引起显著的热应力。在这项工作中，这些热应力进行了研究，使用的分析方法，数值模型和实验验证。热应力是由GAN/III-N叠层、硅（Si）和金刚石之间的热膨胀系数（CTE）从室温到CVD生长温度的失配引起的。简化的分析晶片弯曲模型低估了小尺寸的膜弯曲，而数值模型使用温度梯度以增加的精度复制应力和弯曲。在室温下使用拉曼光谱法测量的最大拉伸应力为约1.0 $\pm0.2$ GPa，而表面轮廓测定法显示膜弓与\SI{58}{\micro\metre}一样大。这种大的弯曲是由初始加热阶段中来自Si框架的额外应力引起的，这些应力由金刚石保持在适当位置，并且突出了使用接触光刻的任何器件制造的挑战。然而，如果膜被预加应力以在CVD温度下变平，则可以减少弯曲。以这种方式，可以实现在GAN/III-N结构上生长金刚石而无需晶片键合的足够平台。
2021-02-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Impurity impact ionization avalanche in p-type diamond
研究了高掺硼化学气相沉积金刚石薄膜在不同温度和高电场条件下的电导率。电流-电压特性已被测量使用脉冲技术，以减少热效应。实验结果表明，p型金刚石在室温下存在深杂质碰撞电离雪崩。
2012-10-03 cond-mat.mtrl-sci
Ultrahigh Thermal Conductivity in Isotopically Ultrapure Single-Crystal Diamond
Peking University（北京大学）
本研究报道了同位素超纯单晶金刚石（13C含量约0.00024%）的室温导热率约为3100 W m-1 K-1，显著高于天然金刚石，但表明极端纯化下存在其他声子散射机制（如空位缺陷）。
2026-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Highly sensitive thermal conductivity measurements of suspended membranes (SiN and diamond) using a 3w-Volklein method
介绍了一种用于测量膜热物性的悬挂式系统。灵敏的热测量是基于耦合到V $\ddot{o}$ lklein几何的3 $ω$动态方法。使用微加工工艺获得的装置允许测量膜的面内热导率，其灵敏度小于10 nW/K（室温下+/- $5x10^{-3}$ Wm $^{-1}K^{-1}$）和非常高的分辨率（$ΔK/K =10^{-3}$）。位于膜中心的传感器（加热器/温度计）用于产生热通量的振荡，并使用惠斯通电桥装置测量三次谐波下的温度振荡。在室温下测得的功率低至0.1nanoWatt。该方法已用于测量厚度为100 ~ 400 nm的低应力氮化硅薄膜和多晶金刚石薄膜的热性能。在多晶金刚石膜上测量的热导率支持对热传输的显著晶粒尺寸效应。
2012-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Comparison of different methods of nitrogen-vacancy layer formation in diamond for widefield quantum microscopy
金刚石衬底近表面氮空位（NV）缺陷薄层是基于NV的宽场磁显微镜的主要研究对象，在物理学、地质学和生物学等领域有着广泛的应用。存在几种方法来产生这种NV层，其通常涉及通过生长和/或照射将氮原子（N）和空位（V）结合到金刚石中。虽然已经有详细的研究个别方法，直接并排实验比较所产生的磁灵敏度仍然缺失。在这里，我们描述了在室温和低温下，通过三种不同的方法制备的$\approx100$ nm厚的NV层：1）富N高压高温（HPHT）金刚石的低能碳照射，2）$δ$掺杂的化学气相沉积（CVD）金刚石的碳照射，3）低能N $^+$或CN $^-$注入到无N CVD金刚石中。尽管每种方法之间存在显著差异，但我们发现最好的HPHT样品产生相似的磁灵敏度（平均在2倍以内），对于直流磁场，$δ$ ~ $μ$ T Hz $^{-1/2}$，对于交流磁场，$<100$ ~nT Hz $^{-1/2}$（对于$400$ ~nm~ $\times~400$ ~nm像素），而N $^+$和CN $^-$注入的样品表现出差2-5倍的灵敏度，在室温和低温下。我们还研究了各自的方法所造成的晶格应变，并讨论了宽场NV成像的影响。每种方法的优点和缺点，以及未来可能的改进，进行了讨论。这项研究强调，低能量辐照的HPHT金刚石，尽管其相对简单，成本低，是一种有竞争力的方法，以创建薄NV层的宽场磁成像。
2020-06-09 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Superradiance of Spin Defects in Silicon Carbide for Maser Applications
微波激射器作为电信放大器已经有几十年的历史了，但由于需要真空技术和低温的极端工作条件，它们的应用受到了很大的限制。最近，基于并五苯和金刚石的光泵自旋态，新一代脉泽被发明出来。在这项研究中，我们铺平了道路的脉泽的基础上自旋S = 3/2硅空位（V $_{Si}$）缺陷的碳化硅（SiC），以克服微波产生阈值，并讨论这种高度发达的自旋托管材料的优势。为了实现布居反转，我们将V $_{Si}$光学泵浦到它们的$m_S$ = $\pm$ 1/2自旋子状态，并且通过施加外部磁场来另外调谐塞曼能量分裂。以这种方式，满足了借助于10 GHz范围内的谐振微波进行受激发射的先决条件。在实现微波激射器的过程中，我们能够系统地解决一系列子任务，这些子任务改善了SiC样品的相关物理参数。其中，我们研究了泵浦效率作为光激发波长和磁场与缺陷对称轴之间的角度的函数，以提高粒子数反转因子，这是目标微波振荡器的关键品质因数。此外，我们研制了一个高Q值的蓝宝石微波谐振腔（Q ~ 10 $^4$ - 10 $^5$），我们发现超辐射受激微波发射。总之，具有优化的自旋缺陷密度和自旋弛豫速率的SiC很好地成为具有广泛应用的合适的微波激射增益材料。
2022-05-06 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Point defects in SiC as a promising basis for single-defect, single-photon spectroscopy with room temperature controllable quantum states
金刚石中氮空位（NV）中心的独特量子特性促使人们努力寻找碳化硅（SiC）中具有类似特性的缺陷，这可以扩展金刚石无法获得的此类系统的功能。电子顺磁共振（EPR）和光检测磁共振（ODMR）研究表明，SiC中与硅空位（VSi）有关的点缺陷具有与金刚石中NV中心类似的性质，这使它们成为红外区单缺陷和单光子光谱的一个有前途的量子体系。根据缺陷类型，温度，SiC多型体，和结晶位置，两个相反的计划已被观察到的基态自旋子级人口的VSI相关的缺陷与非偏振光照射后的光学对准。自旋系综的VSI相关的缺陷被证明是准备在一个相干叠加的自旋状态，即使在室温下。零场ODMR显示了通过施加射频场来操纵基态自旋布居的可能性。这些共同使得SiC中与VSi相关的缺陷成为自旋电子学、量子信息处理和磁力测量的非常有利的候选者。
2013-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Single-photon emission from Ni-related color centers in CVD diamond
金刚石色心具有室温下长时间稳定发光的特性，是实现单光子源的理想材料。受欢迎的氮空位中心显示单光子发射，但在大的声子展宽光谱（~ 100 nm）内，这强烈限制了其在量子通信中的应用。相比之下，镍相关的中心在室温下表现出窄的发射线。本文研究了离子注入Ⅱ a金刚石单晶产生的Ni和Si单色心。我们使用的系统变化的离子剂量在10^8/cm ^2和10^14/cm ^2之间，能量在30 keV和1.8 MeV之间。Ni相关中心在近红外光谱范围（~ 770 nm至787 nm）内显示出具有小线宽（~ 3 nm FWHM）的发射。强度关联函数的测量证明了单光子发射。饱和度测量产生77.9 kcounts/s的相当高的饱和计数率。极化相关的测量表明存在两个正交的偶极子。
2010-06-09 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
High quality factor single-crystal diamond mechanical resonators
单晶金刚石是一种很有前途的MEMS器件材料，因为它的机械损耗低，与极端环境的兼容性，以及与高质量自旋中心的内置界面。但它的使用在很大程度上受到加工和增长挑战的限制。我们展示了一种基于晶片键合的技术，以形成金刚石绝缘体，从我们使单晶金刚石微机械谐振器的机械品质因数高达338,000在室温下。可变温度测量到10 K揭示了非单调的品质因数对温度的依赖。这些谐振器能够将单晶金刚石集成到MEMS技术中，用于经典和量子应用。
2012-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon hydrodynamics and ultrahigh-room-temperature thermal conductivity in thin graphite
碳的同素异形体，如金刚石和石墨烯，是最好的热导体。我们监测薄石墨的热导率的演变作为温度和厚度的函数，并发现高电导率，厚度和声子流体力学之间的密切联系。8.5微米厚的石墨在室温下的面内热导率为4300瓦/米-开尔文--这个值远高于金刚石，略高于同位素纯化的石墨烯。升温增强了在很宽的温度范围内的热扩散率，支持部分流体动力学声子流。我们观察到的热导率的增强与厚度的减小指向声子的面外动量和动量弛豫碰撞的分数之间的相关性。我们认为，这是由于极端的声子色散各向异性石墨。
2020-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Bulk electronic properties of diamond
综述了绝缘、硼和磷掺杂金刚石的电子性质。主要目标是，在更广泛的背景下显示数据，揭示载流子迁移率，电导率，p型和n型掺杂的趋势和限制。未掺杂的金刚石是一种绝缘体，室温下的电导率明显小于10^-17欧姆厘米。大多数情况下，这些绝缘膜显示出1.7 eV的导电性激活能，这表明少量的取代氮占主导地位的费米能级。电子和空穴迁移率非常高（在T = 80 K时> 20.000 cm 2/Vs），并且受到声学声子散射的限制。通过磷和硼掺杂，金刚石变成半导体，具有600 meV的n型施主激活能（磷）和370 meV的受主激活能（硼）。这两种掺杂物在性质上都是类氢的。由于深施主能级在室温下的电导率有限，因此电子器件的应用将是高温器件。电子和空穴都显示出几乎相同的迁移率，这对于双极应用是有希望的，然而，由于非常不同的掺杂水平，低温器件将由空穴控制，其中电子对更高温度的贡献增加。结合一些基本的物理模型和描述，显示了温度对载流子从施主和受主的激活，载流子散射以及通过跳跃的传输的影响。结果证实了金刚石优越的电子性能，这使得它在未来的电子应用中非常有前途。
2020-05-08 cond-mat.mtrl-sci
High Thermal Conductivity of Back-End-of-Line Compatible Diamond Films
Peking University（北京大学）；Harbin Institute of Technology（哈尔滨工业大学）；Shenzhen Eversix Technology Co., Ltd.（深圳亿思科技有限公司）
该研究开发了400℃以下在硅上直接生长的多晶金刚石薄膜，其室温热导率达73、86 W·m⁻¹·K⁻¹，远高于传统介电材料，可作为后端制程兼容的热扩散介电层。
2026-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Study of narrowband single photon emitters in polycrystalline diamond films
量子信息处理和集成纳米光子学需要按需稳健地生成单光子发射体。在这项工作中，我们表明，金刚石薄膜生长的微波等离子体化学气相沉积在硅衬底主机明亮，窄带单光子发射器在可见光到近红外光谱范围。发射体具有快速的寿命，绝对的光稳定性，并在激发和发射时表现出全偏振。脉冲和连续激光激发证实了它们在室温下的量子行为，而低温光谱则用来研究它们的非均匀加宽。我们的结果推进了对固态单光子源的认识，并为其在量子通信和量子信息处理中的实际实现开辟了途径。
2014-08-19 cond-mat.mtrl-sci
Is manganese-doped diamond a ferromagnetic semiconductor?
我们使用密度泛函理论方法来研究最近的预测，根据齐纳模型的平均场解，掺杂Mn的金刚石（自旋S=5/2）将是一个稀磁半导体，保持铁磁性以及高于室温。我们的研究结果表明这是不可能的，原因有四：（1）金刚石中的替代Mn具有低自旋S=1/2基态;（2）相对于大得多的“双空位”位置，替代位置在能量上是不利的;（3）双空位位置中的Mn是受主，但只有超深能级，因此空穴可能保持局部化;（4）计算出的邻近双空位Mn间的海森堡耦合比锗中置换Mn的海森堡耦合小两个数量级。
2003-08-14 cond-mat.mtrl-sci
Magneto-transport phenomena in p-doped diamond from first principles
利用密度泛函理论，通过线性化Boltzmann输运方程的精确解，对p型掺杂金刚石中的磁输运现象进行了第一性原理研究.在一定的温度和载流子浓度范围内，这种方法的结果与霍尔和漂移迁移率、低场和高场磁电阻以及塞贝克系数（包括声子拖曳效应）的实验数据非常一致。特别是，我们的研究结果提供了一个非常高的流动性和塞贝克系数的值的详细表征，并预测一个大的磁场驱动的塞贝克系数的增强，高达30%，在磁场的40千欧已经在室温下。
2018-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Observation of the dynamic Jahn-Teller effect in the excited states of nitrogen-vacancy centers in diamond
从5 K到室温测量了单氮空位心的光跃迁线宽和发射偏振。结果表明，在100 K温度范围内，互激发态布居弛豫使零声子谱线展宽，并且弛豫和谱线宽度都随温度的变化而变化。这种依赖性表明，动态Jahn-Teller效应是占主导地位的失相机制的NV光学跃迁在低温下。
2009-12-17 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Evaluations of pressure-transmitting media for cryogenic experiments with diamond anvil cell
为了寻找适用于低温物理的传压介质，采用金刚石对顶砧（DAC）装置，在室温、77 K、10 GPa的压力范围内，对14种传压介质进行了红宝石荧光法评价。所研究的介质是Fluorinert FC-70和FC-77、Daphne 7373和7474、NaCl、硅油（聚二甲基硅氧烷）、凡士林、2-丙醇、甘油的1：1体积混合物、$n$ -戊烷和异戊烷的1：1体积混合物、甲醇和乙醇的4：1体积混合物、石油醚、氮气、氩气和氦气。本文从红宝石$R_1$荧光线的展宽效应出发，讨论了压力的非流体静力学性质。在室温下，高于液固转变压力时，$R_1$线基本上变宽。然而，非流体静力学效应在低温低压区的所有介质中不断发展。讨论了低温区介质中非静力效应的相对强度。红宝石$R_1$谱线在氮气、氩气和氦气介质中的展宽效应在77 K时都很小，这表明该介质更适合于在高达10 GPa的高压下使用DAC进行低温实验。在4.2K下也证实了三种介质的可用性。
2010-01-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Robust luminescence of the silicon-vacancy center in diamond at high temperatures
对离子注入金刚石单晶中硅空位色心的高温发光进行了研究。我们观察到降低的集成荧光温度升高时，归因于一个过渡通道的活化能为180毫电子伏，填充搁置状态。尽管如此，相对于室温，在500 K和700 K下，信号分别仅下降50%和75%。此外，色心在超过800 K的温度下具有高度的光稳定性。因此，即使在高温度下，这种色心的发光也非常稳健，并且它有望用于新型金刚石基发光器件。
2015-10-22 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Room Temperature Initialisation and Readout of Intrinsic Spin Defects in a Van der Waals Crystal
宽禁带半导体中的光学可寻址自旋已经成为探索基本量子现象的最突出的平台之一。虽然包括金刚石和碳化硅在内的3D晶体中的几种候选物已经被广泛研究，但在原子级薄的2D材料中识别spindependent过程仍然难以捉摸。虽然理论上预测了hBN中的光学可达自旋态，但它们尚未在实验上观察到。在这里，采用严格的电子顺磁共振技术和光致发光光谱，我们确定荧光线在六方氮化硼与一个特定的缺陷，带负电荷的硼空位，并确定其自旋哈密顿参数。我们发现，缺陷有一个三重基态与零场分裂为3.5 GHz，并建立该中心在室温下具有光学检测的磁共振。我们还证明了该中心的自旋极化下的光泵，这导致光诱导的自旋基态的粒子数反转相干自旋操纵计划的先决条件。我们的研究结果构成了一个飞跃，在建立二维hBN作为一个主要的平台，可扩展的量子技术，具有扩展的潜力，自旋为基础的量子信息和传感应用，作为我们的ODMR研究hBN NV金刚石混合结构显示。
2019-06-10 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
