电子束辐射提升金刚石NV中心生成效率：量子传感器性能增强

氮空位（NV）中心因其在量子传感领域的广泛应用而备受关注，特别是在电磁场和温度测量方面，其灵敏度与NV中心的数量成正比。本文研究主要集中在通过电子束辐射提高NV中心的生成效率。研究人员赵博文、董杨等人，来自中国科学技术大学的量子信息实验室和微尺度物理科学国家实验室，以及量子信息与量子物理卓越中心，他们发现通过电子束的精确控制，可以显著提升NV中心的产生速率，使之增长近22倍。 实验系统地探讨了电子束剂量对NV中心光学和电子性质的影响。通过这一技术手段，NV中心的特性得到了优化，特别是其磁感应测量的敏感度得到了显著增强。电子束辐射可能改变了NV中心的缺陷结构，使得更多的NV中心被激活，从而提高了其作为量子传感器的有效性。这项工作不仅有助于提升现有钻石NV系统在高精度测量中的性能，也为未来开发更高效的纳米尺度量子技术提供了新的途径。 值得注意的是，NV中心的生成效率受材料的纯度、电子束的剂量、能量和辐射时间等因素影响。通过调控这些参数，研究人员能够实现对NV中心生成的精准调控，这对于优化NV量子比特阵列和集成设备的设计至关重要。此外，这项研究还可能对其他类型的固态量子比特产生启示，推动固态量子计算和量子通信的发展。 赵博文等人的研究成果对于提升氮空位中心在量子传感中的应用潜力具有重要意义，展示了电子束辐射作为一种有效的手段来增强量子传感器性能的可能性，并为未来的纳米级量子技术进步奠定了坚实的基础。