金刚石芯片上的光学微纳结构加工工艺
收藏国家基础学科公共科学数据中心2024-03-05 收录
下载链接：
https://www.nbsdc.cn/general/dataDetail?id=64edc600bb16e07753c34024&type=1
下载链接
链接失效反馈官方服务：
资源简介：
制备金刚石芯片上的光学微纳结构是金刚石量子信息技术实用化的关键技术。金刚石量子传感器其原理是利用器件内的NV色心将外界的微弱物理信号转换为自身荧光强度信号来进行探测，因此在不牺牲其他物理性质前提下，提高NV色心光子计数率是提升传感器性能的一个关键指标。在过去几年中，人们积极致力于开发用于提高NV色心荧光强度的金刚石光学微纳结构，例如固体浸没透镜、柱形波导、圆形牛眼光栅、抛物面反射器、倒置纳米锥等。但目前传统的制备技术无法精确控制微纳米结构中NV色心位置，导致器件制备效率低下，性能难以达到预期，其主要原因是NV色心制备工艺和金刚石结构刻蚀工艺之间的对准难题。通常这一对准精度需要优于20纳米，方能达到光学器件理论上最优的光学性能。研究团队发展了一种基于自对准策略的光子学器件加工技术，通过双层掩膜图形化工艺设计实现生成NV色心所需的氮离子注入工艺和金刚石结构刻蚀工艺的自对准。使用该技术，实现了金刚石芯片上的光学微纳结构的制造。该芯片可用于生物传感、纳米级磁性材料成像等前沿应用。与传统制造技术相比，芯片上的器件显示出高度一致且最优的光子计数率以及接近理论预期的器件产率。已有测试数据，波导数据有文章发表，Science Advances 8, eabn9573 (2022)
提供机构：
中国科学技术大学
