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量子級(jí)金剛石

       含有帶負(fù)電的金剛石氮空穴色心（NV色心），應(yīng)用于量子領(lǐng)域的功能性鉆石。其質(zhì)量主要取決于內(nèi)部NV色心的相干時(shí)間（T2）及密度（ρ）

NV色心

       NV色心是金剛石中的一種發(fā)光點(diǎn)缺陷。一個(gè)氮原子取代金剛石中的碳原子，并且在臨近位有一個(gè)空位，這樣的點(diǎn)缺陷被稱為NV色心。由于NV的熒光非常穩(wěn)定，是一種良好的單光子源，被用于量子密鑰分配、生物熒光標(biāo)記等實(shí)驗(yàn)。NV色心的自旋可通過(guò)激光和微波實(shí)現(xiàn)操作和探測(cè)。另外由于NV的電子自旋相干時(shí)間可達(dá)毫秒量級(jí)，它被認(rèn)為是一種十分具有潛力的量子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。利用NV的量子寄存器、量子糾錯(cuò)等實(shí)驗(yàn)被驗(yàn)證。同時(shí)NV也可作為納米尺寸的傳感器，用于磁場(chǎng)、電場(chǎng)、溫度等物理量的測(cè)量。得益于金剛石的光學(xué)微納加工工藝的日益完善，以金剛石為基礎(chǔ)的集成光學(xué)在NV色心的幫助下也正快速的發(fā)展著。而以化學(xué)氣相沉積制備的金剛石樣品的品質(zhì)越來(lái)越高，加之NV色心可通過(guò)離子束注入的靈活性，NV色心在將來(lái)必將得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用與關(guān)注。

優(yōu)點(diǎn)

>簡(jiǎn)單，穩(wěn)定的自旋能級(jí)結(jié)構(gòu)，可作為量子比特

>高效的光學(xué)躍遷，實(shí)現(xiàn)便捷的量子態(tài)光學(xué)初始化及光學(xué)讀出

>微波激勵(lì)下發(fā)生共振，可實(shí)現(xiàn)量子態(tài)的操控

>室溫下超長(zhǎng)的自旋量子態(tài)相干時(shí)間

>外場(chǎng)下發(fā)生明顯塞曼分裂，實(shí)現(xiàn)對(duì)外場(chǎng)敏感感應(yīng)