[发明专利]一种氮化硼表层覆盖的NV色心金刚石、其制备方法和应用

权利要求书

1.一种氮化硼表层覆盖的NV色心金刚石的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：选择晶面弯曲较小的HTHP或者MPCVD金刚石（111）面衬底进行预处理去除表面杂质；

S2：将经过表面预处理后的金刚石（111）面衬底放入MPCVD腔室，控制衬底温度、MPCVD设备功率和甲烷/氢气流量比，腔室气压为100~500torr，通入流量为1~5sccm的氧气，进行金刚石（111）的生长；

S3：金刚石生长至厚度为0.4~0.6mm，通入流量为1~10sccm的氮气，控制衬底温度和MPCVD设备功率，腔室压强为100~500torr，掺入氮元素，制成含有N元素的金刚石；

S4：将含有N元素的金刚石在1000~1100℃进行真空退火得到含有NV色心的金刚石；

S5：通过原子层沉积设备，沉积温度300 ~350℃，腔室气压100~500torr，首先在含有NV色心的金刚石表面用N原子束沉积一层N原子，然后再用B原子束沉积一层B原子，形成N-B终端金刚石表面；

S6：通过原子层沉积法，控制温度在250 ~350℃，腔室气压100~500torr，将形成的N-B终端金刚石表面再用H原子束或F原子束沉积一层H原子或F原子，形成N-B-H或N-B-F覆盖的金刚石。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，控制衬底温度高于900℃，MPCVD设备的微波功率为5~10kW，甲烷/氢气流量比为1%~10%。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，温度高于900℃，MPCVD设备的微波功率为5~10kW。