Platform Development for Diamond Quantum and Photonic Technologies
钻石量子和光子技术平台开发
基本信息
- 批准号:2888637
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Studentship
- 财政年份:2023
- 资助国家:英国
- 起止时间:2023 至 无数据
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The ability to optically initialise, manipulate and readout the spin state of defects (e.g., negatively charged nitrogen vacancy) in diamond underpins a range of quantum technologies (e.g., compact, scalable quantum processor based on spin qubits in diamond that can be connected to classical computers). Recent advances in diamond synthesis, processing and fabrication of nano/micron scale devices have demonstrated the potential to increase light-matter interaction and the performance of diamond photonic devices. Significant further progress requires accurate nano-scale positioning of the functional colour centres, and importantly development in device processing to reduce the defects in the bulk and on the surface that today limit the performance to well below that which is possible.This project focuses on developing the quantum diamond platform, through combining understanding of defect physics with a range of processing methodologies to routinely produce diamond membranes with thicknesses <500 nm, containing arrays of colour centres with quantum properties approaching those of the bulk. The functional defect writing will be achieved through a hybrid approach. doping during growth facilitates 1D dopant localisation, ion implantation + annealing will be used for co-doping and defect charge state stabilisation, and localised vacancy and functional defect production will be achieved using electron irradiation (in a Transmission Electron Microscope) and fs-laser processing.1 The diamond membranes will be fabricated using a lift-off process recently transferred to Element Six Ltd from Warwick.2
光学初始化、操纵和读出钻石中缺陷(例如,带负电荷的氮空位)的自旋态的能力支持了一系列量子技术(例如,基于可以连接到经典计算机的钻石中的自旋量子比特的紧凑、可扩展的量子处理器)。最近在金刚石合成、加工和制造纳/微米级器件方面的进展表明,提高光-物质相互作用和金刚石光子器件的性能具有潜在的潜力。进一步的重大进展需要功能色心的精确纳米级定位,以及重要的设备处理方面的发展,以减少块材和表面的缺陷,目前这些缺陷将性能限制在远低于可能的水平。该项目专注于开发量子钻石平台,通过将对缺陷物理的了解与一系列加工方法相结合,常规生产厚度为<;500 nm的钻石薄膜,包含量子特性接近块体的色心阵列。功能缺陷书写将通过混合方法实现。生长过程中的掺杂促进了一维掺杂局域化,离子注入+退火法将用于共掺杂和缺陷电荷态的稳定,局部空位和功能缺陷的产生将使用电子辐照(在透射电子显微镜中)和飞秒激光处理1。金刚石膜将使用最近从Warwick转移到Element Six Ltd.的提离工艺来制造。
项目成果
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