UV లేజర్ సాంకేతికత వజ్ర లోపాలను లక్ష్యంగా చేసుకుంది

క్వాంటం సాంకేతికతలో వజ్రం విలువ దాని లోపరహిత స్ఫటిక నిర్మాణంలో మాత్రమే కాకుండా నియంత్రిత లోపాల్లోనూ ఉంటుంది. స్థానిక అతినీలలోహిత లేజర్ పల్స్‌లు వజ్రంలోని కొన్ని లోపాలను మార్చగలిగాయి, అయితే సమీపంలోని నైట్రోజన్-వాకెన్సీ కేంద్రాలు సురక్షితంగా ఉన్నాయి.

Diamond and Related Materialsలో ప్రచురితమైన ఈ అధ్యయనం 266-నానోమీటర్ UV పల్స్‌లతో సింగిల్-క్రిస్టల్ CVD వజ్రంలోని స్థానిక ప్రాంతాలను కిరణీకరించింది. పల్స్‌లు కొన్ని నానోసెకండ్లు మాత్రమే కొనసాగి, మొత్తం పదార్థాన్ని వేడి చేయకుండా చిన్న ప్రాంతాల్లో శక్తిని కేంద్రీకరించాయి.

క్వాంటం హార్డ్‌వేర్‌లో ఒక లోపాన్ని మార్చే విధానం సమీపంలోని మరో లోపాన్ని అనుకోకుండా ప్రభావితం చేయవచ్చు. నైట్రోజన్-వాకెన్సీ, లేదా NV, కేంద్రాలను క్యూబిట్‌లు మరియు సెన్సర్‌లుగా ఉపయోగించే పరికరాల్లో ఎంపికాత్మక నియంత్రణ కీలకం.

వజ్ర లోపాలు ఎందుకు ముఖ్యమైనవి

పరమాణు స్థాయిలో ఆదర్శ వజ్ర జాలకం కార్బన్ పరమాణువుల పునరావృత అమరిక. లోపాలు ఈ అమరికను అంతరాయం చేస్తాయి; అయితే కొన్ని లోపాలు వజ్రానికి ఉపయోగకరమైన ఆప్టికల్, ఎలక్ట్రానిక్ లక్షణాలను ఇస్తాయి.

వజ్ర జాలకంలో నైట్రోజన్ పరమాణువు పక్కన ఖాళీ ఏర్పడినప్పుడు NV కేంద్రం ఏర్పడుతుంది. ఇవి క్యూబిట్‌లుగా, అయస్కాంత మరియు విద్యుత్ క్షేత్రాల సున్నిత పరిశీలకులుగా ఉపయోగపడతాయి.

అదే సున్నితత్వం NV కేంద్రాలను స్థానిక వాతావరణ మార్పులకు బలహీనంగా కూడా చేస్తుంది. అందువల్ల వాటి లక్షణాలను దెబ్బతీయకుండా లక్ష్య లోపాలను మార్చే పద్ధతులు అవసరం.

స్థానిక అతినీలలోహిత ఎక్స్‌పోజర్

Emmanuel E. Umukoro 266 నానోమీటర్ తరంగదైర్ఘ్య UV కాంతితో సింగిల్-క్రిస్టల్ CVD వజ్రంలోని స్థానిక ప్రాంతాలను కిరణీకరించారు. లక్ష్యం మొత్తం వజ్రాన్ని వేడి చేయడం కాదు; నిర్దిష్ట జాలక లోపాలను నియంత్రితంగా మార్చడం.

కిరణీకరించిన ప్రాంతాల్లో లోపాలతో సంబంధిత ఉద్గారం ఎలా మారిందో ఫోటోల్యూమినెసెన్స్ మ్యాపింగ్‌తో పరిశీలించారు. చిన్న పరిమాణాల్లో పనిచేసే క్వాంటం పరికరాలకు ఈ విధానం అనుకూలంగా ఉండవచ్చు.

పదార్థంలో ఉన్న క్యూబిట్‌ల రక్షణ

అధ్యయనంలోని ప్రధాన ఫలితం ఎంపికాత్మకత: UV చికిత్స కొన్ని వజ్ర లోపాలను మార్చినా NV క్యూబిట్‌లు అలాగే ఉన్నాయి. మొత్తం పదార్థాన్ని భంగపరచకుండా లోపాల దృశ్యంలో ఒక భాగాన్ని సర్దుబాటు చేసే మార్గం ఇది సూచిస్తుంది.

ప్రతి పరిస్థితిలో ప్రతి లోపాన్ని స్వతంత్రంగా నియంత్రించవచ్చని దీని అర్థం కాదు. పరిశీలించిన పదార్థం మరియు ప్రయోగ ఏర్పాటులో UV పల్స్‌లు ఎంపికాత్మక సాధనంగా పనిచేయగలవని మాత్రమే ఆధారాలు చూపుతున్నాయి.

క్వాంటం సాంకేతికతకు తయారీ సవాలు

ఉపయోగకరమైన క్వాంటం స్థితులను సృష్టించే లోపాలను నియంత్రిస్తూ అనవసర నష్టం నివారించడం ప్రధాన ఇంజినీరింగ్ సవాలు. చిన్న UV పల్స్‌లు పరిమిత ప్రాంతానికి వేగంగా శక్తిని అందిస్తాయి.

ఇది NV కేంద్రాల ప్రవర్తన కీలకమైన క్వాంటం సెన్సర్లు మరియు క్వాంటం-సమాచార ప్రయోగాలకు విలువైనదిగా మారవచ్చు.

లోపాల నుంచి పరికర భాగాల వరకు

లోపాలు ఇక కేవలం లోపాలుగా కాకుండా డిజైన్ అంశాలుగా మారుతున్నాయి. సరైన చోట సరైన లోపాలను సృష్టించి, ఉపయోగకరమైన వాటిని కాపాడటం వజ్ర ఆధారిత వేదికలకు కీలకం.

ఈ కథనం Phys.org రిపోర్టింగ్‌పై ఆధారపడింది. అసలు కథనం చదవండి.