Quando pensamos em um diamante, geralmente associamos sua perfeição ao seu valor. No entanto, na pesquisa de Lisa Lock, a atenção está voltada para os pequenos imperfeições internas desses cristais, que podem ser usadas para criar novas propriedades ópticas e eletrônicas. Estas imperfeições atômicas podem servir como sistemas quânticos, mas controlá-las sem afetar outras é um desafio.

A investigação, agora publicada no jornal Diamond and Related Materials, explorou se pulsos de laser ultravioleta poderiam fornecer esse controle.

Lock e sua equipe usaram diamantes de cristal único de vapor químico (CVD) e irradiaram regiões localizadas com pulsos de laser ultravioleta de 266 nanômetros. Os pulsos eram muito curtos, permitindo que a energia do laser atingisse uma região muito pequena do material. O objetivo era investigar se essa excitação ótica localizada poderia modificar deficiências específicas no cristal.

Antes de expor o diamante ao laser, os pesquisadores caracterizaram o diamante inicial usando espectroscopia de luminescência confocal, espectroscopia de absorção ultravioleta-visível e espectroscopia de transformada de Fourier infravermelha. As medições indicaram uma concentração muito baixa de nitrogênio substitucional em comparação com outros materiais ricos em nitrogênio.

Depois da irradiação, uma emissão nova apareceu na região irradiada, enquanto os qubits nitrogen-vacância (NV) já presentes no diamante permaneceram intactos.