來自麻省理工學(xué)院、哈佛大學(xué)和美國桑迪亞國家實驗室的研究團(tuán)隊近日宣布，他們已經(jīng)找到一種在金剛石襯底的對應(yīng)位置點上精確鉆取出所需特質(zhì)的方法，在金剛石納米結(jié)構(gòu)的最佳位置上成功構(gòu)建出50納米大小的“缺陷”。
　　特質(zhì)位置的準(zhǔn)確布局是量子計算機(jī)成功的關(guān)鍵，也即業(yè)內(nèi)俗稱的“摻雜-空位”。微洞和非金剛石物質(zhì)原子的結(jié)構(gòu)，例如：氮，可以設(shè)計成一個量子比特，這是量子計算的基本要素。
　　量子比特的中心為亞原子粒子，它可以同時擁有幾種不同的矛盾狀態(tài)：開、關(guān)和兩種狀態(tài)的“疊加”。微洞、異類原子和金剛石所折射出的光線三者相結(jié)合，便可構(gòu)建出一個量子比特。
　　目前，多數(shù)實驗性研究所采用的都是氮摻雜空位。這種方法可以更持久的保持“疊加”狀態(tài)，但它容易在較寬的頻率范圍內(nèi)發(fā)光，從而使信息檢索存在一定難度。
　　麻省-哈佛-桑迪亞研究團(tuán)隊采用了硅基缺陷，它可以在較窄的范圍內(nèi)發(fā)光。但該方法也存在著技術(shù)挑戰(zhàn)：要想使其保持一段時間的疊加狀態(tài)，就必須對硅摻雜空位進(jìn)行絕對零度以下幾千度的冷凍。
　　麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)的工作人員首先制造出一小片200納米厚度的金剛石片，并在上面蝕刻出空腔。然后將該金剛石片送往桑迪亞國家實驗室，在每個空腔上炮轟出20-30個硅離子。該工藝只能實現(xiàn)約2%的空腔上有硅離子。
　　之后再次返回麻省理工學(xué)院進(jìn)行二次加工，將金剛石片加熱至1000℃，該溫度下金剛石的組分晶格變的具有可鍛性，從而在空腔上實現(xiàn)更多的硅離子，占摻雜空位數(shù)量的20%。
　　至此，金剛石面的特質(zhì)性便完成；最佳位置上的尺寸大小約50納米，能實現(xiàn)約85%的亮度發(fā)光。
　　該研究發(fā)表在期刊Nature Communication上。（編譯：中國超硬材料網(wǎng)）