NV色心浓度与退火温度的Boltzmann模型

金刚石NV色心具有室温可观测到的零声子线,发光稳定,相干时间长等优秀的光学特性,可实现高精度的物理量探测和量子调控。其中,NV色心的浓度是影响其宏观性能和应用的关键因素之一。这项研究分析了不同退火温度下金刚石NV色心的荧光光谱,研究了两种不同电子注入剂量下NV色心浓度与退火温度的关系。首先,通过电子辐照,高温退火等技术制备了含有不同浓度NV色心的金刚石样品。然后测量分析了不同制备条件下NV色心的荧光光谱,求得了其声子带的总荧光强度来表征NV色心浓度。分析了NV色心浓度与退火温度的关系,根据不同温度范围NV色心浓度的变化情况提出了抑制区、扩散区和饱和区三个分区。根据实验数据拟合得到了NV色心浓度与退火温度的玻尔兹曼模型,并得到了在780℃附近NV色心浓度的变化速率最快。