技术特征：
1.使用金属铁刻蚀高温高压金刚石制备定点浅层nv色心的方法，其特征在于该方法按照以下步骤实现：一、清洗：对高温高压金刚石基底进行清洗，得到清洗后的金刚石基底；二、制备表面铁分布图案：a、在清洗后的金刚石基底表面旋涂光刻胶，加热固化后放入光刻机内，掩膜图形输入光刻机，采用光刻工艺以光刻胶作为掩模版，得到带有掩膜的金刚石；b、将带有掩膜的金刚石放入磁控溅射装置中，抽真空后通入氩气，调节氩气气压，开启射频电源进行等离子体启辉，启辉后降低氩气气压，在金刚石表面沉积铁薄膜，铁薄膜呈点阵排列，得到带有铁薄膜的金刚石；三、刻蚀：c、将带有铁薄膜的金刚石放入cvd生长舱体内，抽真空，控制氢气流量为200～300sccm，调节舱内气压，启动微波发生器，激活等离子体；d、升高气压和功率，使金刚石表面温度达到850～1000℃，进行退火处理，得到退火后的金刚石；四、清洗：将退火后的金刚石置入食人鱼溶液浸泡，经过水洗、干燥后在高温高压金刚石中得到定点浅层nv色心。2.根据权利要求1所述的使用金属铁刻蚀高温高压金刚石制备定点浅层nv色心的方法，其特征在于步骤一中高温高压金刚石依次放入丙酮、去离子水、无水乙醇中进行超声清洗。3.根据权利要求1所述的使用金属铁刻蚀高温高压金刚石制备定点浅层nv色心的方法，其特征在于步骤b中抽真空至3
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pa后通入氩气。4.根据权利要求1所述的使用金属铁刻蚀高温高压金刚石制备定点浅层nv色心的方法，其特征在于步骤b中启辉后降低氩气气压至0.5pa。5.根据权利要求1所述的使用金属铁刻蚀高温高压金刚石制备定点浅层nv色心的方法，其特征在于步骤b中沉积铁薄膜的厚度为20～100nm。6.根据权利要求5所述的使用金属铁刻蚀高温高压金刚石制备定点浅层nv色心的方法，其特征在于步骤b中铁薄膜点的宽度为0.1～500μm。7.根据权利要求1所述的使用金属铁刻蚀高温高压金刚石制备定点浅层nv色心的方法，其特征在于是步骤c中抽真空使舱内气压达到3.0
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～5.0
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mbar。8.根据权利要求1所述的使用金属铁刻蚀高温高压金刚石制备定点浅层nv色心的方法，其特征在于步骤d中退火处理时间为60～120min。9.根据权利要求1所述的使用金属铁刻蚀高温高压金刚石制备定点浅层nv色心的方法，其特征在于步骤d中退火处理后关闭氢气阀门，抽气至10-3
mbar，放气至大气气压，打开cvd生长舱体的舱门。10.根据权利要求1所述的使用金属铁刻蚀高温高压金刚石制备定点浅层nv色心的方法，其特征在于步骤四中食人鱼溶液是由体积比为7：3的浓硫酸和质量百分含量为30％的过氧化氢混合而成。
技术总结
使用金属铁刻蚀高温高压金刚石制备定点浅层NV色心的方法，它为了解决现有制备金刚石内NV色心需要用到复杂的化学气相沉积气氛或大型粒子注入设备，且难以控制色心制备定位等问题。获得定点浅层NV色心的方法：一、清洗高温高压金刚石；二、在金刚石表面沉积铁薄膜，铁薄膜呈点阵排列；三、将带有铁薄膜的金刚石放入CVD生长舱体内，通入氢气，升高气压和功率进行刻蚀处理；四、将退火后的金刚石置入食人鱼溶液浸泡。本发明利用金属铁在等离子体环境下对高温高压金刚石进行刻蚀，在该过程中产生空位，并利用退火使得空位向下迁移并被替位氮原子捕获，由于刻蚀发生在金属薄膜与金刚石的界面处，因此产生的NV色心位于近表面处。因此产生的NV色心位于近表面处。因此产生的NV色心位于近表面处。
技术研发人员：张森 刘康 刘本建 赵继文 李一村 郝晓斌 代兵 朱嘉琦 韩杰才
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2022.06.10
技术公布日：2022/9/19