受美國空軍科學研究署資助,巴西圣保羅大學、秘魯國立工程大學等合作,分析了激光輻照條件對金剛石氮空位中心(NV)生成的影響。
金剛石的NV中心可用于量子信息、量子傳感。NV中心常用電子束或氮離子束輻照產生,近期有研究提出了使用飛秒激光加工產生NV中心的方法。然而用激光輻照產生NV中心的研究集中在高重復頻率激光方面,缺少對低重復頻率激光的研究。為此,研究人員利用低重復率飛秒激光脈沖生成NV中心。首先通過化學氣相沉積生產金剛石,然后利用775nm、150fs、重復頻率1kHz的Ti藍寶石激光器照射樣品。激光器安裝在電動定位臺上,以10μm/s速度平移。測試顯示,能量高于11mJ/cm2的激光脈沖,可以生成NV中心;14mJ/cm2的脈沖聚焦于樣品表面上方15~20μm時,金剛石表面損傷最小;NV中心密度隨激光脈沖數量增加而增加,但生成過程隨機。
這項研究分析了低重復頻率飛秒激光產生NV中心的條件,可促進激光在生成NV中心方面的應用。
論文:Localized nitrogen-vacancy centers generated by low-repetition rate fs-laser pulses