近日，中南鉆石有限公司和中國電科第十三研究所在《物理學(xué)報》發(fā)表了題為“MPCVD法制備高濃度金剛石NV色心及其性能研究”的研究文章。文章指出MPCVD法可在金剛石中定量摻雜高濃度氮元素，經(jīng)電子輻照后金剛石NV色心濃度顯著提高，并具有良好的量子磁探測性能。

　　據(jù)悉，金剛石氮-空位（NV）色心在室溫下穩(wěn)定性好，電子自旋相干時間長，能被激光和微波操控，是量子探測領(lǐng)域最具潛力的結(jié)構(gòu)。本研究采用微波等離子化學(xué)氣相沉積法（MPCVD）制備具有較高氮含量的金剛石單晶，以構(gòu)建高濃度NV色心。通過在前驅(qū)體氣體中摻雜不同含量的氮原子，解決了高氮條件下長時間生長金剛石單晶出現(xiàn)的諸多問題，制備氮含量約為0.205ppm、5ppm、8ppm、11ppm、15ppm、36ppm和54ppm的高氮金剛石單晶。初步確定了前驅(qū)體氣體中氮含量與進(jìn)入到金剛石單晶晶格中氮含量的關(guān)系平均約為11，氮原子在金剛石單晶中主要以聚集態(tài)氮和單個替位N+形式存在。對高氮金剛石單晶進(jìn)行電子輻照，顯著提升了金剛石NV色心濃度，并對輻照后NV色心材料的磁探測性能進(jìn)行驗證。