Optical and electronic spin properties of fluorescent micro- and nanodiamonds upon prolonged ultrahigh-temperature annealing
Notice bibliographique
Résumé
High-temperature annealing is a promising but still mainly unexplored method for enhancing spin properties of negatively charged nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond particles. After high-energy irradiation, the formation of NV centers in diamond particles is typically accomplished via annealing at temperatures in the range of 800–900 °C for 1–2 h to promote vacancy diffusion. Here, we investigate the effects of conventional annealing (900 °C for 2 h) against annealing at a much higher temperature of 1600 °C for the same annealing duration for particles ranging in size from 100 nm to 15 μm using electron paramagnetic resonance and optical characterization. At this high temperature, the vacancy-assisted diffusion of nitrogen can occur. Previously, the annealing of diamond particles at this temperature was performed over short time scales because of concerns of particle graphitization. Our results demonstrate that particles that survive this prolonged 1600 °C annealing show increased NV T1 and T2 electron spin relaxation times in 1 and 15 μm particles, due to the removal of fast relaxing spins. Additionally, this high-temperature annealing also boosts magnetically induced fluorescence contrast of NV centers for particle sizes ranging from 100 nm to 15 μm. At the same time, the content of NV centers is decreased fewfold and reaches a level of <0.5 ppm. The results provide guidance for future studies and the optimization of high-temperature annealing of fluorescent diamond particles for applications relying on the spin properties of NV centers in the host crystals.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,005 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».