研究目的
利用微波等离子体辅助化学气相沉积（CVD）方法研究金刚石晶体表面附近带负电的氮空位（NV?）荧光中心二维分布的控制。
研究成果
该研究表明，通过微波等离子体辅助化学气相沉积法可有效形成尺寸和密度可控的NV?色心，有望应用于金刚石量子传感器的制备。该方法能精准控制NV?色心的深度、尺寸及位置，且不会像传统工艺那样导致器件性能下降。
研究不足
该研究仅聚焦于采用化学气相沉积（CVD）法形成NV?色心，未与其他方法（如离子注入或电子辐照）进行对比。NV?色心作为量子传感器的空间分辨率与灵敏度尚未得到充分探究。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用微波等离子体辅助化学气相沉积法，使用同位素富集甲烷（12CH4）、氢气（H2）和氮气（N2）混合气体，在图案化金刚石（001）衬底上生长同质外延金刚石层。
2：4）、氢气（H2）和氮气（N2）混合气体，在图案化金刚石（001）衬底上生长同质外延金刚石层。 样品选择与数据来源：
2. 样品选择与数据来源：选用取向偏差约0.6°的合成IIa型（001）单晶金刚石片作为衬底。
3：6°的合成IIa型（001）单晶金刚石片作为衬底。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：使用微波等离子体辅助CVD反应器、质量流量控制器、共聚焦显微镜及多种气体（12CH4、H2、N2）。
4：HN2）。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：金刚石薄膜沉积前对衬底进行清洗并采用氢等离子体处理，通过共聚焦显微镜研究金刚石薄膜的光学特性。
5：数据分析方法：
采用电荷耦合器件光谱仪检测光致发光信号获取光谱数据，或通过雪崩光电二极管探测器获取图像。
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microwave plasma-assisted CVD reactor
Used for the growth of homoepitaxial diamond thin films.
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mass-flow controller
Used to deliver the feed gases (12CH4, H2, N2) into the growth chamber.
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confocal microscope
Used to image the surface and investigate the optical properties of the diamond thin film.
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avalanche photodiode detector
Used to detect the PL signal for images.
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charge coupled device spectrometer
Used to detect the PL signal for spectra.
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