基于单晶金刚石微/纳机电系统的研究及应用

发布时间：2021-09-04 10:14

　　金刚石因其独特的性能在MEMS/NEMS领域得到了应用。与多晶/纳米晶金刚石相比,单晶金刚石（SCD）因其更为优秀的性能而尤其值得探索。另一方面,单晶金刚石内在的能量损耗很少,而且能够通过机械振动和其天然富含的高品质NV色心耦合,是制备极具潜力的混合量子器件的绝佳材料,在量子物理以及量子信息领域有很大的应用发展前景。本论文以单晶金刚石悬臂梁为基础,介绍了样品制备,测试,以及更多应用方面的研究。在提高器件性能方面,我们通过高温氧退火处理,减少了 NEMS振子表面的能量损耗,从而提高了样品的Q因子,为了完全除去制备过程中带来的缺陷的影响,我们采用了长时间氧退火,得到了满意的结果,使得振子的Q值达到了百万级别。在探索金刚石应用方面,我们利用振子频率对于振子质量变化非常敏感这一点,对金刚石在氢气等离子体中的刻蚀情况产生了兴趣,并仔细研究了这一过程,并成功实现了刻蚀速率的精确表征。另外,考虑到我们之前一直使用的光学读出法的操作以及必备的光学信号接受仪器对金刚石MEMS的集成是一个很大的障碍。为了改变这一点,我们必须使用别的方式去获得金刚石振子的信号,无疑电学读出的实现成了我们的首选目标,我们通过... 

【文章来源】：中国工程物理研究院北京市

【文章页数】：88 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１?（ａ）多晶金刚石振子的ＳＥＭ图像

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本文编号：3383079