MIT首次在芯片上打造基于金刚石的量子传感器或取代车辆上的GPS

<正>据外媒报道,美国麻省理工学院(MIT)的研究人员首次在硅芯片上打造了一种基于金刚石的量子传感器,从而能够为低成本、可扩展的量子计算、传感和通信硬件铺平道路。金刚石中的"氮空位中心"(NV centers)是一种电子缺陷,能够被光和微波控制。但是,此种缺陷会发出彩色光子,携带周围磁场和电场的量子信息,可以用于生物传感、目标探测和其他传感应用。但是,传统的基于NV的     

金刚石色心与量子信息通信

金刚石具有许多不同的缺陷,但有两类金刚石缺陷量子位已成为通信应用的主要候选对象:氮空位中心(NV)和硅空位中心(SiV)。NV和SiV都是通过从金刚石晶格中去除两个相邻的碳原子,并分别用单个氮原子或硅原子代替它们而形成的。量子中继器的工作原理是将编码在光子上的信息传输到固定的存储量子位上,信息可以在其中存储和校正。缺陷量子位,例如色心,是此操作的良好候选者,因为它们自然具有与光(其颜色的来源)的有效界面,并且因为子集可以访问长寿的“自旋”记忆。这种自旋可以被认为是包含在材料中每个电子、质子和中子中的微小磁铁。可以通过将量子位放置在磁场中来访问该自旋存储器,这样自旋沿着磁场的方向定向。然后通过自旋是指向磁场还是相反来定义存储器,这分别对应于1位或0位。当光从色心反射回来时,它可以翻转这个自旋量子位,在所谓的自旋光子界面中,使光和自旋记忆之间的信息传输成为可能。具有这种特性的色心——例如NV和SiV——是量子中继器的有用候选者。     

低温热处理对电子辐照直拉硅中V-O缺陷的影响

采用能量为1.5 MeV、辐照温度为100℃、辐照剂量为1.8 × 1018e/cm2电子辐照直拉单晶硅;然后对电子辐照样品进行不同温度和时间的低温(200～600℃)热处理.通过辐照样品的Fourier变换红外光谱研究了热处理后样品中的空位-氧相关缺陷的转化情况.结果表明:未经热处理的电子辐照的硅样品中出现了空位-双...     

快中子辐照直拉硅中的空位型缺陷

利用正电子湮没谱(PAS)及Fourier变换红外吸收光谱(FTIR)技术研究了快中子辐照直拉硅(CZSi)中辐照缺陷.研究发现,经快中子辐照后的硅中会有大量的单空位型缺陷VO及多空位型缺陷V2和V2O;经200～450℃热处理后,FTIR光谱中出现的720和919.6 cm-1红外吸收峰为单空位型缺陷,其正电子寿命与VO的寿命接近,约为290 ps;经450～600℃热处理后,随单空位型缺陷VO消失,V4型缺陷浓度迅速增加,600℃热处理后其浓度达到最大(相对浓度约为70％).     

科学家首次在固态体系实现保真度99.92%量子受控非门

近日,中国科学技术大学中科院微观磁共振重点实验室杜江峰院士、石发展教授等在量子操控领域取得重要进展。他们基于金刚石氮-空位(NV)色心量子比特,实现了保真度99.92%的量子CNOT门(量子受控非门)。相关研究成果发表于《物理评论快报》。     

快中子辐照直拉硅中V2的FTIR研究

通过傅立叶红外光谱仪(FFIR)技术研究了由快中子辐照直拉硅中引入的辐照缺陷--双空位(V2)退火行为,主要研究了不同中子辐照剂量对双空位的影响.实验结果表明:随辐照剂量的增加双空位缺陷的浓度并不会无限地增加;间隙氧原子很容易与双空位缺陷结合形成比较稳定的空位-氧复合体,当退火温度超过200℃,双空位吸收峰消失.     

我科学家首次实现高灵敏的金刚石量子传感器

正从中国科大获悉,该校杜江峰院士等提出并通过实验实现了一种以金刚石氮-空位(NV)色心单自旋为量子传感器(简称"金刚石量子传感器")的电探测方法,并首次实现了金刚石近表面电噪声信息的提取,为金刚石量子传感器在电探测方向的应用提供了新的途径。研究成果日前以"编辑推荐"形式发表在《物理评论快报》上。     

纳米金刚石传感器在细胞领域中应用

金刚石中的杂质不仅有颜色,而且可以通过杂质使金刚石成为磁场和温度领域的精确传感器。当杂质遇到氮原子时,金刚石晶体结构就会发生改变,一种称为氮-空位中心的就会形成。氮-空位中心里的电子与量子自旋态呈现出了惊人的一致性,而且量子自旋态可以被精确的控制操作。如果纳米金刚石内部电子的连贯性能够维持足够长的时间,这样我们不仅可以实现金刚石成为量子计算机的自旋载体材料之一,而且金刚石也会成为揭示神经细胞秘密信息的完美装置。     

中子辐照剂量对直拉硅中VO退火行为的影响

本文通过红外吸收光谱技术研究了不同剂量快中子辐照直拉硅中空位氧缺陷(A中心)的退火行为.实验发现,经200℃热处理后样品中均会出现V2O (840 cm-1)和VO2 (919.6 cm-1)的红外吸收峰;当退火温度升高到400至450℃之间,在低剂量辐照样品(SL)的红外吸收光谱中会有较强的VO2 (889 cm-1)的吸收峰,而在高剂量辐照样品(SH)中则会有较强的V2O2(825 cm-1)和VO2(919.6 cm-1)的吸收峰.分析认为,在低剂量辐照样品中VO主要是通过与Oi结合形成稳定的VO2而消失;而在高剂量辐照条件下VO则是通过相互结合形成V2O2或与Oi结合形成VO2而消失.     

合肥工大在金刚石NV色心量子控制领域取得重要进展

<正>合肥工业大学电物学院量子信息实验室在金刚石NV色心量子调控技术上取得多项进展,分别完成了多比特强耦合量子寄存器的制备,以及NV色心电子自旋态的Wigner函数表征。两项成果分别发表于应用物理著名学术期刊《Physical Review Applied》(中科院JCR一区)和《Applied Physics Letters》(自然指数杂志)上。据了解,金刚石NV色心是目前量子信息领域研究的热点方向,它是金刚石中由氮原子(N)和邻近的空