Razvoj in situ postava za optičku karakterizaciju implantiranih NV centara boje u dijamantu

diplomski rad

• Naslov (engleski): Development of in situ setup for optical characterization of implanted NV colour centres in diamond
• Autor: Livio Žužić
• Mentor: Zdravko Siketić (mentor)
• Mentor: Matko Milin (komentor)
• Član povjerenstva: Matko Milin (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Zdravko Siketić (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Vedran Đerek (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Petar Marević (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Ivica Friščić (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Prirodoslovno-matematički fakultet; (Fizički odsjek); Zagreb
• Datum i država obrane: 2024-10-31, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Fizika

Sažetak

Zahvaljujući jedinstvenim optičkim i spinskim svojstvima, centar boje dušik-vakancija (NV) u dijamantu zauzima vrlo važno mjesto u grupi razmatranih sustava koji se predlažu kao osnova za nadolazeće kvantne tehnologije. Radi svoje robusnosti te mogućnosti pouzdane inicijalizacije, manipulacije i očitanja kvantnih stanja na sobnim temperaturama, primjenu je pronašao u području kvantne obrade podataka i komunikacija kao osnova za razvoj kvantnih bitova, u području nanotehnologija kao lokalni... Više kvantni senzor za razne fizikalne parametre, u biotehnološkom području kao fluorescentni biomarker velike fotostabilnosti te u raznim drugim područjima. Učinkovite tehnike formacije i detekcije centara boje važan su aspekt realizacije svih nadolazećih novih tehnologija baziranih na njima. Sa svrhom objedinjena koraka formacije i detekcije centara boje, u ovom je radu prikazan razvoj novog in situ postava za optičku karakterizaciju NV centara boje u dijamantu. Mjerenjem ionoluminiscencije (IL) i fotoluminescencije (PL) na monokristalnom dijamantu tipa IIa uporabom postava za detekciju luminescencije inducirane ionskim snopom (IBIL) inkorporiranog u komoru mikroprobe i konfokalnog mikroskopa te usporedbom s IL, PL i iono-fotoluminescentnim (IPL) mjerenjima na monokristalnom dijamantu tipa IIa, polikristalnom dijamantu tipa Ia i monokristalnom dijamantu tipa Ib mjerenih uporabom novorazvijenog postava za detekciju luminescencije inducirane laserom i ionskim snopom (LIBIL), ispitane su ovisnost intenziteta emisijskih linija promatranih centara o deponiranoj dozi te mogućnosti i ograničenja razvijenog postava. Sakrij dio sažetka

Sažetak (engleski)

Due to its unique optical and spin properties, the nitrogen-vacancy (NV) colour center in diamond is a very important physical system expected to serve as basis for the new generation of emerging quantum technologies. Owing to its robustness and the fact that its quantum state can be initialized, manipulated and measured with high fidelity at room temperature, it has found application in quantum information processing and communications as basis for the development of qubits, in... Više nanotechnology as a local quantum sensor for a number of physical parameters, in biotechnology as a fluorescent biomarker of high photostability and many other fields. Efficient techniques for colour center formation and detection are a crucial aspect for development of all upcoming new technologies based on them. With the purpose of unifying the steps of formation and detection of colour centers, this thesis presents the development of a new in situ setup for optical characterization of NV colour centers in diamonds. Ionoluminescence (IL) and photoluminescence (PL) measurements on a type IIa single crystal diamond, measured on the ion beam induced luminescence (IBIL) detection setup incorporated into the microprobe chamber and the confocal microscope, were used as a benchmark for IL, PL an iono-photoluminescence (IPL) measurements on a type IIa single crystal diamond, type Ia polycrystalline diamond and type Ib single crystal diamond measured on a newly developed laser and ion beam induced luminescence (LIBIL) detection setup. By comparing the measurements from different techniques, the dependence of emission line intensity vs fluence and radiation hardness for observed colour centers were tested along with the advantages and limitations of the newly developed setup. Sakrij dio sažetka

• Ključne riječi: NV centri boje; implantiranje ionskim snopom; otpornost na zračenje; IBIL postav; konfokalni mikroskop; razvoj in situ LIBIL postava
• Ključne riječi (engleski): NV colour center; ion beam implantation; radiation hardness; IBIL setup; confocal microscope; development of in situ LIBIL setup
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:239049
• Studijski program: Naziv: Fizika; smjerovi: Istraživački; Smjer: Istraživački; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: integrirani prijediplomski i diplomski; Akademski / stručni naziv: sveučilišni magistar fizike (univ. mag. phys.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2025-01-31 13:46:17