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World File Search System金刚石
与激光写入的金刚石波导耦合的单个硅空位中心的超泊松光统计数据
摘要：在单光子水平上修改光场是即将到来的量子技术面临的一个关键挑战，可以通过集成量子光子学以可扩展的方式实现。激光写入的金刚石光子学提供了与光纤技术相匹配的 3D 制造能力和大模场直径，尽管限制了单发射器级别的协同性。为了实现大的耦合效率，我们将通过高数值孔径光学器件激发单个浅植入硅空位中心与激光写入 II 型波导辅助检测相结合。我们展示了单发射器消光测量，协同率为 0.0050，相对 beta 因子为 13%。共振光子的传输揭示了从准相干场中减去单光子，从而产生超泊松光统计。尽管内在的协同性很低，但我们的架构使光场工程能够在单量子水平上进行集成设计。激光写入结构可以三维制造，并与光纤阵列具有自然连接性。关键词：激光写入、光子工程、集成量子光学、金刚石色心、量子发射器■ 简介
创新超硬材料：无粘合剂纳米
添加材料并通过细化组成晶粒来提高强度（图1中Ⅰ）。理想的最终目标材料是纳米多晶体，其中纳米级金刚石或立方氮化硼晶粒直接紧密地结合在一起，而不包含任何粘合剂材料（图1中Ⅱ）。最终材料可以形成与单晶金刚石相似的高精度切削刃。此外，这种材料的不可解理性使切削刃的强度超过了单晶的强度。由于这些优异的特性，该材料在精密和微加工应用中很有前途。然而，这种创新的纳米晶材料不能仅仅通过扩展传统技术来创造。相反，开发创新的新工艺（产品创新）至关重要。我们开始研究和开发纳米多晶金刚石和纳米多晶立方氮化硼，旨在创造适用于更高速、更高效和更高精度切削应用的终极切削刀具材料。我们经过多年的努力，通过建立超高压新技术和直接转化烧结工艺，成功研制出这些新型超硬材料。本文详细介绍了这些新型超硬材料的开发、特性和应用。
负电子亲和势发射极热电子能量转换器的空间电荷限制理论
推导了采用负电子亲和力 NEA 金刚石发射极电极的真空热电子能量转换装置 TEC 的空间电荷限制输出电流模式的理论。该理论通过假设电子表现为无碰撞气体并自洽地求解 Vlaslov 方程和泊松方程而发展。讨论了该理论的特殊情况。执行计算以在各种条件下模拟具有氮掺杂金刚石发射极材料的 TEC。结果表明，NEA 材料在输出功率和效率方面优于类似的正电子亲和力材料，因为 NEA 降低了发射极的静电边界条件，从而减轻了负空间电荷效应。© 2009 美国真空学会。DOI：10.1116/1.3125282
补充信息具有锡空位中心的非线性量子光子学与一维金刚石波导耦合
样品制作工艺从对 < 100 > 表面取向的电子级金刚石衬底 (元素 6) 进行植入前表面处理开始。首先将样品衬底放入湿式 Piranha（H 2 SO 4 (95 %): H 2 O 2 (31 %) 比例为 3:1）无机溶液中，在 80 ◦ C 下清洗 20 分钟，然后通过电感耦合等离子体反应离子蚀刻 (ICP/RIE) Ar/Cl 2 等离子体化学配方进行表面约 5 µ m 蚀刻，以去除衬底表面残留的抛光诱导应变。再进行约 5 µ m ICP/RIE O 2 化学等离子蚀刻，以去除前面蚀刻步骤中残留的氯污染[1]。接下来，将样品在 Piranha 溶液中进行无机清洗（80 ◦ C 下 20 分钟），并注入 Sn 离子（剂量为 1e11 离子/cm 2，能量为 350 keV）。在通过真空退火（1200 ◦ C）激活 SnV 中心之前，进行三酸清洗（比例为 1:1:1，HClO 4（70%）：HNO 3（70%）：H 2 SO 4（> 99%））1.5 小时，以去除任何残留的有机污染，然后在退火步骤后进行相同的湿式无机清洗程序，以去除在金刚石基材退火步骤中形成的任何表面石墨薄膜层。为了评估 SnV 中心是否成功激活，在悬浮结构纳米制造之前对样品进行表征。波导结构的纳米加工遵循参考文献[2-6]和[1]中开发的基于晶体相关的准各向同性蚀刻底切法的工艺。图S1中显示了该方法的示意图。
两家实验室测定 ZrB2 陶瓷的力学性能
相也被认为是潜在候选者。9,10 过去几十年来，人们制造并检验了许多此类材料，以确定它们在高超音速飞行期间遇到的极端环境中的使用潜力。与许多需要使用传统金刚石磨削方法来创建测试样本或部件的传统先进陶瓷不同，许多 UHTC 的导电性足以使样本能够使用电火花加工 (EDM) 来制造。11-13 这项工作的目的是确定使用 EDM 制造的样本的强度和断裂韧性是否与使用传统金刚石磨削方法制备的样本不同。密苏里科技大学和陆军研究实验室 (ARL) 还按照相应的美国材料与试验协会 (ASTM) 标准测量了硬度。
基于钻石色心的量子网络
凭借传输和处理量子信息的能力，大规模量子网络将实现一系列全新的应用，从量子通信到分布式传感、计量和计算。本期观点回顾了量子网络节点和金刚石色心作为合适节点候选者的要求。我们简要概述了采用金刚石色心的最先进的量子网络实验，并讨论了未来的研究方向，重点关注分配和存储纠缠态的量子比特的控制和相干性，以及高效的自旋-光子接口。我们讨论了将金刚石色心与其他光子材料相结合的大规模集成设备的路线，并展望了未来量子网络协议的实际实现和应用。
DLC 薄膜上的 SiOx 顶层可用于航空航天应用中的原子氧和臭氧腐蚀防护
每年，数十亿美元被投入到太空应用的研究和开发中，包括新系统、新技术和新材料。DLC（类金刚石碳）是一种很有前途的材料，但其使用面临技术障碍，因为它会被原子氧和臭氧严重腐蚀。在本研究中，SiOx-DLC 薄膜被沉积在 Ti-6Al-4V 基材上作为类金刚石碳 (DLC) 膜的顶层，以提高对原子氧和臭氧的耐腐蚀性，并满足低地球轨道 (LEO) 卫星的使用要求。使用氧等离子体评估了薄膜的耐腐蚀性，并研究了摩擦学和机械性能。SiOx-DLC 顶层将腐蚀速率降低了两个数量级，并将临界载荷从 16.2 ± 1.5 N 提高到 18.4 ± 0.4 N。
金刚石材料中NV中心的表征及其...
近年来，金刚石中的氮空位 (NV) 中心已经成为一个类似原子的系统，在精密测量、量子信息处理和量子基础研究方面有许多应用。在本文中，我们重点研究了 NV 中心作为光激发和局部温度传感的函数的特性。为了证明 NV 中心对基础科学研究和技术应用的巨大潜力，对 NV − 缺陷中心，特别是在各种光激发下的了解仍然不足。在本文中，我们探讨了影响 NV − 中心 ODMR 信号的几个因素，例如微波辐射源的功率、磁场强度、光激发强度和光学系统的检测效率。用于这些实验的光谱方法称为光学检测磁共振 (ODMR)。实验旨在测量不同类型样品在不同光激发强度下NV − 中心的对比度特性，并通过能级模拟模型估计能级间的布居分布，从而得到实验结果。这些观察结果和模型为理解不同光激发下NV 中心成像的对比度分析提供了良好的理解，也为改进NV − 检测奠定了基础。之后，利用实验所得知识，采用第 3 1 章中提出的无背景成像技术，该方法被用于绘制神经元细胞培养中接种的纳米金刚石的图像。为了了解不同光激发强度下NV − 中心对比度的一般特征，对多个单晶样品进行了实验，并在第 4 章中报告了实验结果。第 5 章研究了NV − 中心的温度检测特性。介绍了一种称为跳频法的新方法来检测所需表面的局部温度变化。该方法首先在单晶金刚石样品上进行测试，然后在纳米金刚石上进行测试。最后，该技术被应用于测量局部温度变化的实际问题
采用 TiO2 模板原子层沉积技术在金刚石膜上制备高 Q 纳米光子谐振器
电子束光刻：根据应用，将电子束光刻胶 (950K PMMA A4，MicroChem) 旋涂至 270 nm-330 nm 的厚度。接下来，在顶部热蒸发 20 nm Au 的导电层，以避免光刻过程中电荷积聚。为了进一步减轻充电效应，我们使用了相对较低的束电流 (0.3 nA)、多通道曝光 (GenISys BEAMER) 和减少电子束在一个区域持续停留时间的写入顺序。光刻胶的总曝光剂量为 1200 uC/cm2，电压为 100 kV (Raith EBPG5000 plus)。曝光后，我们用 TFA 金蚀刻剂 (Transene) 去除导电层，并在 7 C 的冷板上将光刻胶置于 1:3 MIBK:IPA 溶液中显影 90 秒，然后用 IPA 封堵 60 秒，再用 DI 水冲洗。原子层沉积：在进行 ALD 之前，我们在 ICP RIE 工具 (PlasmaTherm Apex) 中使用 10 sccm O2 和 50 W ICP 功率进行三秒等离子曝光，以去除残留聚合物。使用此配方，PMMA 蚀刻速率约为 2.5 nm/s。对于 TiO 2 沉积，我们使用商用热 ALD 室 (Veeco/Cambridge Savannah ALD)。使用四（二甲酰胺）钛 (TDMAT) 和水在 90 C 下沉积非晶态 TiO 2，交替脉冲分别为 0.08 秒和 0.10 秒。沉积期间连续流动 100 sccm N 2，前体脉冲之间的等待时间为 8 秒。沉积速率通常为 0.6 A/循环。 ICP 蚀刻程序：我们通过氯基 ICP RIE 蚀刻（PlasmaTherm Apex）去除过填充的 TiO 2，基板偏压为 150 W，ICP 功率为 400 W，Cl 2 为 12 sccm，BCl 为 8 sccm。蚀刻速率通常为 1.5-1.7 nm/s。SEM 成像：在 5 nm Cr 导电层热沉积后，使用 Carl Zeiss Merlin FE-SEM 对纳米光子结构进行成像。FDTD 模拟：使用 Lumerical 有限差分时域软件模拟环形谐振器、光子晶体腔和光栅耦合器。透射光谱：我们使用自制的共焦显微镜装置，该装置具有独立的收集和激发通道，以进行透射光谱。脉冲超连续源 (430-2400 nm，SC-OEM YSL Photonics) 和光谱仪 (1200 g/mm，Princeton Instruments) 用于宽带测量。为了对单个腔体谐振进行高分辨率扫描，我们使用 50 kHz 线宽、可调 CW 激光器 (MSquared) 进行激发，并使用雪崩光电二极管 (Excelitas) 进行检测。金刚石膜：通过离子轰击 34 生成 500 nm 厚的金刚石膜，并在阿贡国家实验室通过化学气相沉积进行覆盖。在对离子损伤层进行电化学蚀刻后，去除悬浮膜并用 PDMS 印章翻转。然后使用 ~500 nm 的 HSQ 抗蚀剂将它们粘附到 Si 载体上，并在氩气中以 420 C 的温度退火 8 小时。最后，使用 ICP 蚀刻法将膜蚀刻至所需厚度，蚀刻气体为 25 sccm Ar、40 sccm Cl2、400 W ICP 功率和 250 W 偏压功率。蚀刻速率通常为 1.2-1.4nm/s。