矿物中的色心：以金刚石氮心为例

来源期刊：矿物学报2021年第2期

论文作者：陈丰

文章页码：109 - 119

关键词：色心;金刚石;氮心;光致发光;电子自旋;核自旋;量子比特;

摘    要：色心是矿物颜色的主要形成机制之一,含色心的矿物有钾盐、石盐、萤石、石英和金刚石等。本文主要介绍金刚石中的色心,金刚石中有众多的缺陷,特别是其中的氮心。氮心由一个置换碳的氮和一个空位组成,包括电中性的NV⁰和带负电的NV^-,NV^-心可以用作室温量子比特。本文叙述了NV^-心的结晶构造和电子结构,以及通过NV^-心的光致发光、电子自旋和核自旋一步步地建立电子和核的量子比特。最后,讨论了氮心在量子信息、传感器和生命科学等领域的应用前景。