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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 주병권
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 고려대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수5
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질소-공동 중심은 다이아몬드 내부에 존재하는 안정적인 상태의 단일 스핀 시스템이다. 다이아몬드 질소-공동 중심은 핵 스핀을 이용하여 양자 센싱, 단일 광자 현미경, 양자 컴퓨팅 및 생체 이미징과 같이 초분극 시스템에서 유용한 응용 분야이다. 다이아몬드 물질의 에너지 레벨로 인해 질소-공동 중심은 바닥 상태 스핀 삼중항 전이를 자극할 수 있으며, 해당 여기 상태 전이는 스핀 의존 형광을 만든다. 더 나아가, 질소-공동 중심은 마이크로파 복사에 의해 완전히 제어되고 가시광선으로 측정될 수 있다. 따라서 다이아몬드 내부에서의 광자 수집의 효율성이 중요하며, 표면의 마이크로 및 나노 패터닝 기술을 통해 다이아몬드 내부의 단일 광 발광에 대한 광학적 인터페이스를 향상시킬 수 있다. 본 논문은 전자 빔 리소그래피(EBL) 및 유도 결합 플라즈마 반응성 이온 식각(ICP-RIE) 기법을 통해 화학적 기상 증착으로 제작된 단결정 다이아몬드 표면에 다양한 형태의 나노 기둥 배열을 제작하는 방법에 대해 중점을 둔다. 또한, 최적화 된 나노 기둥의 형태는 패터닝 되지 않은 다이아몬드 표면 대비 광 발광 특성이 향상된다는 결과를 보여준다. 이 결과를 통해 핵 스핀으로 인한 미래의 양자 센싱, 단일 광자 현미경, 양자 컴퓨팅 및 생체 이미징에 대한 유용한 정보를 제공할 수 있다.
목차
ABSTRACT ⅰ국문 초록 ⅲTABLE OF CONTENTS ⅴLIST OF TABLES ⅶLIST OF FIGURES ⅶLIST OF SYMBOLS ⅹCHAPTER 1. INTRODUCTION 1CHAPTER 2. THEORITICAL BACKGROUND 22.1 Nitrogen Vacancy(NV) center 22.2 Production of NV-Diamond material 62.3 NV Ground-state Hamiltonian 72.4 NV ensembles 92.5 Magenetic field sensing with NV center 10CHAPTER 3. EXPERIMENTAL DETAILS 123.1 Sample preparation 123.2 Nano pillar fabrication 153.2.1 Charge Dissipation Layer 153.2.2 Electron Beam Lithography(EBL) 173.2.3 Reactive Ion Etching (RIE) 203.3 Measurement Method 253.3.1 Scanning Electron Microscope (SEM) 253.3.2 Photoluminescence (PL) 283.3.3 Optically Detected Magnetic Resonance (ODMR) 30CHAPTER 4. RESULT AND DISCUSSION 314.1 Etch profiles analysis by SEM 314.2 Optical profiles analysis by ODMR 37CHAPTER 5. CONCLUSION 41REFERENCES 42
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