【摘 要】
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针对金刚石氮空位(NV)色心量子传感器中微波天线体积大、无法与金刚石紧密接触造成天线与金刚石位置不固定、引起传感器灵敏度低的问题,设计了一种将微波天线集成到金刚石NV色心的一体化方法.采用导电性更强的金薄膜作为天线材料,通过高频结构模拟器(HFSS)仿真软件确定天线尺寸.利用微纳加工工艺和磁控溅射技术在金刚石NV色心表面制作了微波天线,实现了金刚石一体化微波天线.对金刚石一体化微波天线的仿真与实验数据进行对比分析.与传统微波天线相比,设计的天线体积缩小约50％,激发荧光效率和磁场灵敏度分别提升了约20倍和
【机 构】
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中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室,太原 030051;中北大学仪器与电子学院,太原 030051
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针对金刚石氮空位(NV)色心量子传感器中微波天线体积大、无法与金刚石紧密接触造成天线与金刚石位置不固定、引起传感器灵敏度低的问题,设计了一种将微波天线集成到金刚石NV色心的一体化方法.采用导电性更强的金薄膜作为天线材料,通过高频结构模拟器(HFSS)仿真软件确定天线尺寸.利用微纳加工工艺和磁控溅射技术在金刚石NV色心表面制作了微波天线,实现了金刚石一体化微波天线.对金刚石一体化微波天线的仿真与实验数据进行对比分析.与传统微波天线相比,设计的天线体积缩小约50％,激发荧光效率和磁场灵敏度分别提升了约20倍和约10 nT/Hz1/2.该方法结合3D打印技术可有望大幅缩小金刚石NV色心量子传感器的体积,对量子器件的微集成化发展具有重要意义.
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