控制纳米金刚石中氮空位中心的荧光特性

摘要： 控制纳米金刚石中氮空位中心的荧光特性是其应用于医学和传感器领域的重要因素。然而，目前深入解析这些特性潜在影响因素的研究报道较少，且仅聚焦于少数几个因素。本研究针对该问题，系统考察了电子辐照注量与表面终止条件对纳米金刚石中NV色心荧光特性的影响规律。结果表明：缺陷中心相互作用（特别是不同氮缺陷与辐射诱导晶格缺陷）以及表面官能团等工艺参数，对NV色心的荧光强度、荧光寿命及电荷态比例具有显著调控作用。通过时间相关单光子计数技术，我们建立了快速宏观监测纳米金刚石样品荧光特性的方法。研究发现，通过调控辐射处理工艺、退火处理及表面终止方式，可实现NV色心荧光特性的定向调控甚至精确调谐。