[发明专利]集成ODMR功能部件的金刚石NV磁强计及制作工艺有效
| 申请号： | 201810574190.6 | 申请日： | 2018-06-06 |
| 公开（公告）号： | CN108983121B | 公开（公告）日： | 2020-07-03 |
| 发明（设计）人： | 黄堃;马宗敏;程林;曹丽琴;傅月平;郑斗斗 | 申请（专利权）人： | 中北大学 |
| 主分类号： | G01R33/02 | 分类号： | G01R33/02 |
| 代理公司： | 北京国坤专利代理事务所(普通合伙) 11491 | 代理人： | 赵红霞 |
| 地址： | 030051 山*** | 国省代码： | 山西;14 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 集成 odmr 功能 部件 金刚石 nv 磁强计 制作 工艺 | ||
1.集成ODMR功能部件的金刚石NV磁强计，其特征在于，包括：
一个陷光结构，陷光结构的主体为含有NV色心系综的块状金刚石(4)，金刚石(4)的底面包覆有截止滤波膜(5)，金刚石(4)的上表面包覆有反射膜(3)，陷光结构的上表面开设通光孔(7)；
设置在陷光结构上表面的环形微波天线(2)，微波天线(2)外接微波信号；
通光孔(7)处的陷光结构上微组装有激光二极管(1)，用于发出激发光源；
紧贴在陷光结构底部的光电二极管(6)，其负责收集经滤波后陷光结构发出的荧光。
2.根据权利要求1所述的集成ODMR功能部件的金刚石NV磁强计，其特征在于：所述金刚石(4)的整体结构为梯台型。
3.根据权利要求1所述的集成ODMR功能部件的金刚石NV磁强计，其特征在于：所述反射膜(3)采用DBR全反射膜。
4.根据权利要求1所述的集成ODMR功能部件的金刚石NV磁强计，其特征在于：所述激光二极管(1)为绿激光二极管，其产生波长为532nm的激光。
5.权利要求2-4所述的任一集成ODMR功能部件的金刚石NV磁强计的制作工艺，其特征在于，按照以下步骤进行：
1)带NV色心金刚石(4)整形：将制备的带NV色心的块状金刚石(4)片进行磨边整形，使其整体呈现梯台型；
2)DBR反射膜(3)外延生长：采用双介质材料交替外延生长出分布式布拉格反射多层膜结构，用于囚禁入射的激发光子；
3)微波天线(2)制备：通过溅射金属层，之后进行一次完整的紫外光刻工艺图形化出天线的结构，再通过刻蚀以光刻胶为掩膜进行金属层转移，得到集成的微波天线(2)；
4)DBR膜系刻蚀：经过一次紫外光刻工艺和离子束刻蚀工艺将DBR层进行入射光的通孔刻蚀；
5)截止滤波膜(5)系外延生长：在金刚石(4)的荧光收集检测面进行截止滤波层膜系外延生长；
6)半导体激光二极管(1)微组装：在DBR层上所留激光入射口处通过微组装工艺将半导体激光器进行微组装工艺集成；
7)光电二极管(6)微组装：在器件底部将光电二极管(6)与器件结合到一起，构成最终的集成NV磁强计。
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