研究目的
研究单晶金刚石中NV色心与二硒化钨（WSe2）等二维材料的相互作用，探索其在纳米级成像和传感领域的潜在应用。
研究成果
该研究展示了单晶金刚石中NV色心与二硒化钨相互作用的初步成果，表明NV色心在荧光共振能量转移（FRET）传感应用中作为供体的潜在用途。需进一步研究以优化相互作用参数。
研究不足
该研究尚处于初期阶段，要实现有效的荧光共振能量转移（FRET）应用，还需进一步优化NV色心与样品的距离及电荷态稳定性。
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 实现单晶金刚石中色心与二维材料的耦合
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 实现单晶金刚石中色心与二维材料的耦合
DOI：10.1109/cleoe-eqec.2019.8873260
出版年份：2019
更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要：
金刚石中的单个氮空位（NV）色心是明亮、光稳定且原子尺度的偶极发射体[1]。因此，它们成为新型扫描近场显微技术的理想候选者[2]。在此，NV色心构成了福斯特共振能量转移（FRET）对中的一方。凭借其宽带发射特性（>100纳米），NV色心可作为向近红外光谱范围吸收体系的通用供体。极具前景的应用包括：荧光分子或石墨烯等纳米材料的纳米级成像[2]。FRET的关键参数包括NV色心的量子效率、电荷态稳定性及NV-样品间距。先前实验采用纳米金刚石中的NV色心进行FRET[2]，但这些NV色心可能存在猝灭、不稳定及表面终止控制不佳的问题。我们通过使用优化圆柱纳米结构中浅植入的NV色心来解决该问题[3]，这些结构作为扫描探针应用于我们自主研发的共聚焦与原子力显微镜组合系统中。近年来，二维材料（尤其是半导体单层材料）成为研究热点。特别是二硫化物（如二硒化钨WSe2）是多种应用的有力候选者[4]。WSe2在700纳米以下波长吸收光子，同时在约750纳米波长发射光子[4]，这使其成为NV色心的理想FRET配对伙伴。本文首次展示了单晶金刚石中NV色心与WSe2相互作用的实验结果。我们设想利用NV色心作为FRET供体在接近二维材料时发生的猝灭现象，将其开发为有价值的传感资源。
作者：
Oliver Opaluch，Richard Nelz，Michel Challier，Mariusz Radtke，Abdallah Slablab，Zaiquan Xu，Igor Aharonovich，Elke Neu
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