論文の概要: Self-organized Layered Structures of Nitrogen-Vacancy Centers with Preferential Orientation in Heteroepitaxial Diamond Films

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.03150v1
• Date: Fri, 02 Oct 2026 11:18:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-06 00:14:30.34743
• Title: Self-organized Layered Structures of Nitrogen-Vacancy Centers with Preferential Orientation in Heteroepitaxial Diamond Films
• Title（参考訳）: ヘテロエピタキシャルダイヤモンド薄膜の優先配向を有する窒素空孔中心の自己組織化層構造
• Abstract要約: 100) 配向ダイヤモンド薄膜は化学気相沈着(CVD)により成長し, NV$-$中心に付随する高出力領域を空間的に分離した。 このような局所的なエミッションの強化と2Dと3Dのスピンの配列は、データプロセッサ、メモリセル、磁気センサーなどの新興量子デバイスのための密集したアーキテクチャを可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 31.458406135473805
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Here, we report the fabrication and characterization of single crystal diamond films on a two-inch wafer-scale containing three-dimensional layered structures of negatively charged nitrogen-vacancy color centers (NV$^{-}$). The (100)-oriented layered diamond films were grown by chemical vapor deposition (CVD) to create spatially separated regions of enhanced emission associated with NV$^{-}$ centers. Such localized emission enhancement as well as 2D and 3D arrays of spins could enable close-packed architectures for emerging quantum devices, such as data processors, memory cells, and magnetic sensors. A cyclic sequence of CVD growth and oxygen-plasma etching is employed, resulting in the in-situ formation of layered inverted pyramidal structures with flat $\{$111$\}$ sidewalls. These pits are subsequently overgrown by nitrogen-doped diamond to achieve NV$^{-}$-rich facets with a uniform N-V bond arrangement and improved nitrogen incorporation efficiency.
• Abstract（参考訳）: 本稿では, 負電荷窒素空孔色中心(NV$^{-}$)の3次元層構造を含む2インチウエハスケールの単結晶ダイヤモンド薄膜の作製とその特性について報告する。 100)配向ダイヤモンド薄膜は化学気相沈着(CVD)により成長し, NV$^{-}$中心に付随する高出力領域を空間的に分離した。 このような局所的なエミッションの強化と2Dと3Dのスピンの配列は、データプロセッサ、メモリセル、磁気センサーなどの新興量子デバイスのための密集したアーキテクチャを可能にする。 CVD成長と酸素プラズマエッチングの環状配列を用い, 平坦な$$$111$\}$側壁を有する層状反転ピラミッド構造をその場で形成する。 これらのピットはその後、窒素ドープダイヤモンドによって過剰に成長し、均一なN-V結合配置と窒素の包接効率を改善したNV$^{-}$-rich facetを得る。

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