論文の概要: Efficient fabrication of high-density ensembles of color centers via ion implantation on a hot diamond substrate

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.19526v1
• Date: Mon, 30 Oct 2023 13:26:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-01 20:05:56.534938
• Title: Efficient fabrication of high-density ensembles of color centers via ion implantation on a hot diamond substrate
• Title（参考訳）: ホットダイヤモンド基板へのイオン注入によるカラーセンターの高密度アンサンブルの効率的な作製
• Authors: E. Nieto Hernandez, G. Andrini, A. Crnjac, M. Brajkovic, F. Picariello, E. Corte, V. Pugliese, M. Matijevi\'c, P. Apr\`a, V. Varzi, J. Forneris, M. Genovese, Z. Siketic, M. Jaksic, S. Ditalia Tchernij
• Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空洞(NV)中心は量子技術にとって有望なシステムである。 本研究では, 高温ターゲット基板上のMeV N2+イオンの高流動注入によるNV中心密度の増大に対するアプローチを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Nitrogen-Vacancy (NV) centers in diamond are promising systems for quantum technologies, including quantum metrology and sensing. A promising strategy for the achievement of high sensitivity to external fields relies on the exploitation of large ensembles of NV centers, whose fabrication by ion implantation is upper limited by the amount of radiation damage introduced in the diamond lattice. In this works we demonstrate an approach to increase the density of NV centers upon the high-fluence implantation of MeV N2+ ions on a hot target substrate (>550 {\deg}C). Our results show that, with respect to room-temperature implantation, the high-temperature process increases the vacancy density threshold required for the irreversible conversion of diamond to a graphitic phase, thus enabling to achieve higher density ensembles. Furthermore, the formation efficiency of color centers was investigated on diamond substrates implanted at varying temperatures with MeV N2+ and Mg+ ions revealing that the formation efficiency of both NV centers and magnesium-vacancy (MgV) centers increases with the implantation temperature.
• Abstract（参考訳）: ダイヤモンドの窒素空洞(nv)中心は量子計測やセンシングを含む量子技術にとって有望なシステムである。 外部界に対する高い感度を達成するための有望な戦略は、ダイヤモンド格子に導入された放射線損傷の量によってイオン注入による製造が上限のnv中心の大きなアンサンブルの活用に依存している。 本研究は,熱標的基板(>550 {\deg}C)にMeV N2+イオンを高流動注入することにより,NV中心の密度を増大させるアプローチを示す。 以上の結果から, 高温注入はダイヤモンドからグラファイト相への可逆変換に必要な空隙密度閾値を増大させ, 高密度アンサンブルを実現することができることがわかった。 さらに, mev n2+およびmg+イオンで様々な温度で注入されたダイヤモンド基板上に色中心の形成効率を調べた結果, nv中心とマグネシウム空孔(mgv)中心の両方の形成効率は, 注入温度とともに増加することが明らかとなった。

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