[發(fā)明專利]固態(tài)材料有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 200980123822.6 | 申請(qǐng)日： | 2009-07-22 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN102077222A | 公開（公告）日： | 2011-05-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | G·A·斯卡司布魯克;D·J·特維切;M·L·馬克漢姆 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 六號(hào)元素有限公司 |
| 主分類號(hào)： | G06N1/00 | 分類號(hào)： | G06N1/00;C30B29/00 |
| 代理公司： | 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038 | 代理人： | 李帆 |
| 地址： | 英國(guó)馬恩*** | 國(guó)省代碼： | 英國(guó);GB |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 固態(tài) 材料 | ||
1.一種包含主體材料和量子自旋缺陷的固態(tài)系統(tǒng)，其中所述量子自旋缺陷在室溫下具有約300μs以上的T2，其中所述主體材料包含總氮濃度為約20ppb以下的單晶CVD金剛石層，其中在由半徑約5μm的圓所限定的區(qū)域內(nèi)單晶金剛石的表面粗糙度Rq為約10nm以下，所述圓以最接近形成量子自旋缺陷的地方的表面上的點(diǎn)為中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的固態(tài)系統(tǒng)，其中所述量子自旋缺陷位于單晶金剛石層表面約100μm內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的固態(tài)系統(tǒng)，其中單晶CVD金剛石主體材料中硼濃度為約100ppb以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的固態(tài)系統(tǒng)，其中單晶CVD金剛石主體材料中非補(bǔ)償取代硼的濃度為約100ppb以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的固態(tài)系統(tǒng)，其中單晶CVD金剛石主體材料中硅濃度為約100ppb以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的固態(tài)系統(tǒng)，其中單晶CVD金剛石主體材料中通過相對(duì)于在約1332.5cm-1位移處金剛石拉曼譜線的強(qiáng)度進(jìn)行歸一化的737nm光致發(fā)光譜線的強(qiáng)度所表征的硅空位的濃度為約0.5，所述兩種強(qiáng)度均在77K的溫度下測(cè)得。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的固態(tài)系統(tǒng)，其中單晶CVD金剛石主體材料中順磁性缺陷的濃度為約1ppm以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的固態(tài)系統(tǒng)，其中單晶CVD金剛石主體材料中任何單一非氫雜質(zhì)的濃度為約5ppm以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的固態(tài)系統(tǒng)，其中單晶CVD金剛石主體材料中的總雜質(zhì)含量為約10ppm以下，所述總雜質(zhì)含量不包括氫及其同位素。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的固態(tài)系統(tǒng)，其中單晶金剛石主體材料中氫雜質(zhì)的濃度為約1018cm-3以下。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的固態(tài)系統(tǒng)，其中所述單晶金剛石主體材料具有在300K下測(cè)得的約1.5×10-6cm2V-1以上的μτ乘積，其中μ是遷移率而τ是電荷載流子的壽命。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的固態(tài)系統(tǒng)，其中所述單晶金剛石主體材料具有在斷開狀態(tài)下、在50V/μm的施加電場(chǎng)下和300K下測(cè)得的約1×1012Ωcm以上的電阻率R1。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的固態(tài)系統(tǒng)，其中所述單晶金剛石主體材料具有在300K下測(cè)得的約2400cm2V-1s-1以上的電子遷移率(μe)。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的固態(tài)系統(tǒng)，其中所述單晶金剛石主體材料具有在300K下測(cè)得的約2100cm2V-1s-1以上的空穴遷移率(μh)。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的固態(tài)系統(tǒng)，其中所述單晶金剛石主體材料具有在1V/μm的施加電場(chǎng)和300K下測(cè)得的約150μm以上的高收集距離。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的固態(tài)系統(tǒng)，其中量子自旋缺陷從ms＝±1躍遷到ms＝0狀態(tài)的穩(wěn)定性使得具有特定頻率的光子數(shù)相對(duì)于光子頻率的頻率曲線的峰的FWHM為約500MHz以下。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的固態(tài)系統(tǒng)，其中所述量子自旋缺陷為NV中心。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的固態(tài)系統(tǒng)，其中所述NV中心包含14N。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的固態(tài)系統(tǒng)，其中所述NV中心包含15N。
20.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的固態(tài)系統(tǒng)，其中至少一種量子自旋缺陷與具有磁自旋的其它組元分離約0.02μm以上。
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