高エネルギー窒素イオン照射及び2MeV電子線照射によるダイヤモンドのNVセンターの作成制御

Creation control of NV centers in diamonds using high energy nitrogen ion or 2 MeV electron irradiation

磯谷 順一*; 梅田 享英*; 水落 憲和*; 大島 武; 小野田 忍; 佐藤 真一郎; 森下 憲雄

Isoya, Junichi*; Umeda, Takahide*; Mizuochi, Norikazu*; Oshima, Takeshi; Onoda, Shinobu; Sato, Shinichiro; Morishita, Norio

スピンを利用した量子コンピューティングの有力候補であるダイヤモンド中の負に帯電した窒素-空孔欠陥(NVセンター)の効率的な形成技術の確立を目指し、ダイヤモンドへ室温で10MeV窒素マイクロビーム又は1200Cで413MeVの窒素イオンを注入した。また、マイクロビーム照射試料は、1000C熱処理を行うことで結晶性の回復を図った。NVセンターを観測できる波長532nmのレーザーを有する共焦点顕微鏡で試料を観察したところマイクロビーム照射試料では、打ち込んだ窒素イオンと同数のNVセンターが生成していることが判明し、収率100%と帰結できた。一方、通常の窒素注入試料ではNVセンターの収率は低く、導入した窒素は電荷のないNVセンターであるNVセンターとして存在することが判明した。この原因は、マイクロビーム照射試料では低フルエンス(10/cm)であったが、通常の窒素注入では高フルエンス(10/cm)であったためダイヤモンド中の電荷状態が変化したためと考えられる。

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