阴极荧光光谱测定定位合成CVD金刚石薄膜中的荧光缺陷

单晶金刚石中的荧光缺陷在量子计算、密码学和测磁学等领域有着广泛的应用前景，是当下研究热点。其中，氮空位（NV）色心由于在室温下具有超长的自旋相干时间而特别有潜力。这种缺陷的自旋态也可以被光学操纵和读出，这将为新颖的固态量子力学系统铺平道路。

在此背景下，等离子体辅助化学气相沉积（PA-CVD）技术已成为在金刚石外延生长过程中直接产生此类缺陷的一种非常行之有效的方法。然而，在高纯度金刚石基体中创建设定的NV密度仍然是非常具有挑战性的。此外，大多数应用要求缺陷在晶体中进行空间定位，以便于寻址和操纵。在这项工作中，我们在金刚石衬底上蚀刻的微柱图案上进行CVD外延生长。

阴极荧光（CL）分析表明，氮空位色心成功地定位在CVD金刚石金字塔结构的边缘。选择的条件使生长仅发生在横向，在垂直方向上几乎没有生长。NV色心优先并入CVD生长金刚石的侧面。

金刚石微结构和阵列的制备被认为是利用NV荧光缺陷的特殊性质为新颖的固态量子力学系统铺平了道路。从这个意义上说，阴极荧光是一个有用的工具，允许识别和定位这些缺陷及其环境。