氧化铝钝化使金刚石纳米柱NV色心在低温高真空下保持稳定单光子发射

B910化工消息：4月30日，arXiv发表研究解决了近表面氮空位（NV）色心在恶劣环境下退化的关键问题。金刚石NV色心在光学照射下的退化一直限制了其在扫描NV磁力测量等应用中的部署，特别是在低温和真空等恶劣环境下。

此前研究表明氧化铝钝化可减少真空中近表面NV色心的退化。该工作将研究扩展到光子纳米结构，分析了在高真空和低温（6 K）环境下，氧化铝涂层金刚石纳米柱中NV色心的单光子发射特性。

结果显示：与氧终止化金刚石纳米柱形成鲜明对比，氧化铝涂层纳米柱中的NV色心在真空中激光照射过程中表现出可忽略的单光子纯度和亮度变化。在低温下，氧化铝终止化的NV色心保持稳定单光子发射，而氧终止化在高强度激光照射下出现单光子纯度退化。

该工作确立了氧化铝表面钝化作为实现非环境大气条件下鲁棒NV-金刚石纳米尺度传感的可行路径，包括在金刚石扫描探针中的应用。 （来源：arXiv）