鑽石的沒落 量子世界下一個頂級材料
編譯／高晟鈞
鑽石，由於其獨特的氮空位相干性、可調節自旋、磁場敏感性以及在室溫下穩定工作的特性，一直以來都是量子傳感設備的首選材料。由於這種合適的材料易於製造和縮放，因此人們對探索鑽石替代品興趣不大。
鑽石的限制
然而，鑽石依舊有屬於他的阿基里斯的腳踝──尺寸。鑽石有一個「尺寸」閾值，當其小於這個大小時，其著名的穩定結構便會逐漸開始崩潰。這也限制了其在一些量子傳感設備中的作用；另一方面，鑽石在深入處理量子數據的時候也表現得不佳。
替代材料開始發光
六方氮化硼（Hexagonal Boron Hitride,簡稱hBN），與石墨烯極為相似，2種材料都是由原子構成六邊形蜂巢晶格的平面薄膜，因此前者有時也被稱作「白石墨」。 只是就石墨烯而言，所有原子都是碳；而就六方氮化硼來說，每個六邊形晶格都包3個硼原子3個氮原子。
與鑽石的氮空位中心類似，hBN中也有著硼空位中心，使其成為量子傳感器的潛力股之一。
然而，硼空位中心會以各種電荷狀態存在，並且只有-1電荷狀態適合基於自旋的應用，而這對於量子設備來說，便意味著不穩定。
穩定–1態的方法
來自TMOS的研究人員開發了一種技術，採用光激發和電子束照射，使其空位缺陷可以維持在-1態，從而形成一種二維六方氮化硼層，並集成到鑽石無法集成的設備當中。
主要作者之一的 Dominic Scognamiglio表示：「我們在這種材料中發現了獨特的特性，但六方氮化硼的研究還處於早期階段。目前還沒有關於硼空位的電荷態轉換、操縱或穩定性的其他出版物。因此我們還需要進行更多研究來支持量子傳感領域的快速發展。」
資料來源:SciTechDaily
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