港大研新技术精准列印纳米钻石 助制量子器件
更新时间：09:45 2022-04-25 HKT
发布时间：09:45 2022-04-25 HKT
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钻石是最坚硬的材料，其中瑕疵对物理学家，却是吸引力所在。香港大学的工程学者研发一种纳米级精度的列印方法，以量子水准列印出金刚石纳米颗粒中的NV色心，将可应用于制造量子讯息处理器、量子计算器和生物传感器等量子器件，提供实用且具经济效益的新技术，发明已申请美国专利。
褚智勤（左）和Ji Tae Kim。港大图片
NV色心是一种在金刚石，即钻石原石晶体结构中常见的点缺陷，是原子级别的固态设备，拥有光学可调的自旋自由度，在固态量子处理器中发挥量子比特和量子探测器等核心功能，是重要的量子材料。然而，把具有NV色心的纳米金刚石颗粒定位在各种基板和电路，需要极复杂的「拾取和放置」纳米操作方法，但现行的几种方案，效果均不甚理想。
香港大学工程学院电机电子工程系学者褚智勤，联同机械工程系学者Ji Tae Kim的研究团队，开发一种纳米级精度的列印方法，以量子水准列印出金刚石纳米颗粒中的NV色心。新方法对含有纳米金刚石的亚公升液滴进行电控的分发，直接将NV色心放置在通用的基底上。
新技术以纳米级精度列印含有NV色心的纳米金刚石。港大图片
褚智勤指，新技术体现出亚波长的定位精度、单缺陷级的数量控制水准，以及自由图案化的能力，满足相关的技术要求，将为制造量子讯息处理器、量子计算器和生物传感器等量子器件，开拓出实用且具经济效益的出路。研究成果已在学术期刊《Advanced Science》发表，并获选为当期精选故事。
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