受美国空军科学研究署资助,巴西圣保罗大学、秘鲁国立工程大学等合作,分析了激光辐照条件对金刚石氮空位中心(NV)生成的影响。
金刚石的NV中心可用于量子信息、量子传感。NV中心常用电子束或氮离子束辐照产生,近期有研究提出了使用飞秒激光加工产生NV中心的方法。然而用激光辐照产生NV中心的研究集中在高重复频率激光方面,缺少对低重复频率激光的研究。为此,研究人员利用低重复率飞秒激光脉冲生成NV中心。首先通过化学气相沉积生产金刚石,然后利用775nm、150fs、重复频率1kHz的Ti蓝宝石激光器照射样品。激光器安装在电动定位台上,以10μm/s速度平移。测试显示,能量高于11mJ/cm2的激光脉冲,可以生成NV中心;14mJ/cm2的脉冲聚焦于样品表面上方15~20μm时,金刚石表面损伤最小;NV中心密度随激光脉冲数量增加而增加,但生成过程随机。
这项研究分析了低重复频率飞秒激光产生NV中心的条件,可促进激光在生成NV中心方面的应用。
论文:Localized nitrogen-vacancy centers generated by low-repetition rate fs-laser pulses