金刚石传感器、检测器和量子装置

摘要

一种合成单晶金刚石材料，其包含：合成单晶金刚石材料的第一区域，其包含多个电子施主缺陷；合成单晶金刚石材料的第二区域，其包含多个量子自旋缺陷；和合成单晶金刚石材料的第三区域，其设置在所述第一区域和第二区域之间使得第一区域和第二区域被该第三区域间隔开，其中合成单晶金刚石材料的第二区域和第三区域的电子施主缺陷浓度低于合成单晶金刚石材料的第一区域，并且其中所述第一区域和第二区域间隔开的距离为10nm至100μm，该距离足够接近从而允许将电子从合成单晶金刚石材料的第一区域供给到合成单晶金刚石材料的第二区域，从而在合成单晶金刚石材料的第二区域中形成带负电荷的量子自旋缺陷并且在合成单晶金刚石材料的第一区域中形成带正电荷的缺陷，同时该距离是足够远离的以便减少第一区域和第二区域之间的其他耦合相互作用，否则这些其他耦合相互作用将过度地降低合成单晶金刚石材料的第二区域中所述多个量子自旋缺陷的消相干时间和／或产生所述多个量子自旋缺陷的光谱线宽度的应变展宽。

主权项

一种合成单晶金刚石材料，该合成单晶金刚石材料包含：合成单晶金刚石材料的第一区域，其包含多个电子施主缺陷；合成单晶金刚石材料的第二区域，其包含多个量子自旋缺陷；和合成单晶金刚石材料的第三区域，其设置在所述第一区域和第二区域之间使得第一区域和第二区域被该第三区域间隔开，其中，合成单晶金刚石材料的第二区域和第三区域的电子旋主缺陷浓度低于合成单晶金刚石材料的第一区域，并且其中，所述第一区域和第二区域间隔开的距离为10nm至100μm，该距离足够接近从而允许将电子从合成单晶金刚石材料的第一区域拱给到合成单晶金刚石材料的第二区域，从而在合成单晶金刚石材料的第二区域中形成带负电荷的量子自旋缺陷并且在合成单晶金刚石材料的第一区域中形成带正电荷的缺陷，同时该距离是足够远离的以便减少第一区域和第二区域之间的其他耦合相互作用，否则这些其他耦合相互作用将过度地降低合成单晶金刚石材料的第二区域中所述多个量子自旋缺陷的消相干时间和／或产生所述多个量子自旋缺陷的光谱线宽度的应变展宽。