[发明专利]激光辅助MPCVD法增强单晶金刚石SiV色心的应用及具有SiV色心的单晶金刚石

权利要求书

1.激光辅助MPCVD法在生长单晶金刚石SiV色心的应用，其特征在于： 其具体步骤为：将单晶金刚石进行表面粗化刻蚀，以刻蚀后的单晶金刚石为衬底，提供气态C源和固态Si源，采用激光辅助MPCVD法继续生长硅掺杂的单晶金刚石，并使单晶金刚石处于激光直射光斑范围内，激光波长为405-600nm，激光功率为10mW-100mW，形成具有SiV发光的单晶金刚石。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述单晶金刚石在刻蚀前，先进行表面清洁处理。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于具体操作步骤为：

（1）表面预处理：将单晶金刚石酸洗后，用水充分清洗表面残余酸液，再用N₂气流充分干燥，将金刚石与硅片依次置于丙酮溶液、无水乙醇和去离子水中超声清洗，最后经N₂气流充分干燥；

（2）刻蚀：刻蚀温度为800-920℃，微波功率为2500-3500W，通入氢气的流量为100-350sccm，腔内气压为100-260Torr，刻蚀10-15min；

（3）生长：激光辅助MPCVD法生长时，Si源为硅片，C源为纯甲烷气体，氢气氛围，生长温度为900~1050℃，微波功率为3000-4000W，腔内气压为200-300Torr，甲烷流量为气体总流量的2-5%，调整单晶金刚石位置，使其处于激光直射光斑内进行生长。

4.一种具有SiV色心的单晶金刚石，其特征在于：所述SiV色心的形成系采用激光辅助MPCVD法在单晶金刚石衬底上生长硅掺杂的单晶金刚石而成，其具体步骤为：将单晶金刚石进行表面粗化刻蚀，以刻蚀后的单晶金刚石为衬底，提供气态C源和固态Si源，采用激光辅助MPCVD法继续生长硅掺杂的单晶金刚石，并使单晶金刚石处于激光直射光斑范围内，激光波长为405-600nm，激光功率为10mW-100mW，形成具有SiV发光的单晶金刚石。

5.根据权利要求4所述的具有SiV色心的单晶金刚石，其特征在于：SiV色心的发光的归一化强度值大于30。