鑽石是最堅硬的材料，其中瑕疵對物理學家，卻是吸引力所在。香港大學的工程學者研發一種納米級精度的列印方法，以量子水準列印出金剛石納米顆粒中的NV色心，將可應用於製造量子訊息處理器、量子計算器和生物傳感器等量子器件，提供實用且具經濟效益的新技術，發明已申請美國專利。
褚智勤（左）和Ji Tae Kim。港大圖片
NV色心是一種在金剛石，即鑽石原石晶體結構中常見的點缺陷，是原子級別的固態設備，擁有光學可調的自旋自由度，在固態量子處理器中發揮量子比特和量子探測器等核心功能，是重要的量子材料。然而，把具有NV色心的納米金剛石顆粒定位在各種基板和電路，需要極複雜的「拾取和放置」納米操作方法，但現行的幾種方案，效果均不甚理想。
香港大學工程學院電機電子工程系學者褚智勤，聯同機械工程系學者Ji Tae Kim的研究團隊，開發一種納米級精度的列印方法，以量子水準列印出金剛石納米顆粒中的NV色心。新方法對含有納米金剛石的亞公升液滴進行電控的分發，直接將NV色心放置在通用的基底上。
新技術以納米級精度列印含有NV色心的納米金剛石。港大圖片
褚智勤指，新技術體現出亞波長的定位精度、單缺陷級的數量控制水準，以及自由圖案化的能力，滿足相關的技術要求，將為製造量子訊息處理器、量子計算器和生物傳感器等量子器件，開拓出實用且具經濟效益的出路。研究成果已在學術期刊《Advanced Science》發表，並獲選為當期精選故事。
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