金剛石中的淺氮空位(NV)中心在量子傳感應(yīng)用中很有前途，但其靈敏度受表面終止劑和缺陷的限制。立即尋求為NV傳感器找到合適的金剛石表面。在這項工作中，通過第一原理計算研究了(113)金剛石的表面終止子以承載淺NV中心。

       結(jié)果表明，(113)金剛石的完全氧終止產(chǎn)生正電子親和力，表面上既沒有應(yīng)變也沒有間隙水平。這是一個非常令人驚訝的結(jié)果，因為通常使用的氧化(001)金剛石表面通常由于表面上的醚基團的應(yīng)變所產(chǎn)生的紊亂而有缺陷，這嚴(yán)重破壞了淺NV中心的相干性質(zhì)。與(001)和(111)金剛石表面相比，(113)金剛石表面上的特殊原子構(gòu)型有利于氧鍵合。

       這些模擬意味著氧化金剛石(113)表面可以通過常規(guī)的金剛石化學(xué)氣相沉積生長來生產(chǎn)。將其與(113)取向的金剛石中的生長的NV中心的~73％優(yōu)先排列相結(jié)合，氧化(113)金剛石目前被認(rèn)為是NV量子傳感器的最有前景的主體。