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Concept
Centre azote-lacune
Résumé
vignette|Schéma d'un centre azote-lacune dans un cristal de diamant.
Un centre azote-lacune, ou centre NV, est l'un des nombreux types de défauts ponctuels présents dans la structure cristalline du diamant. Il résulte de la juxtaposition d'une lacune au contact d'un atome d'azote substitutionnel. Une telle structure présente des propriétés de photoluminescence qui peuvent aisément être observées pour un centre particulier, notamment ceux qui sont chargés négativement (centres NV). Le spin des électrons localisés à l'échelle atomique au niveau des centres NV peut être contrôlé à température ambiante en appliquant un champ magnétique, un champ électrique, un rayonnement microonde ou visible, ou un ensemble de ces stimuli, ce qui provoque de fortes résonances avec l'intensité et la longueur d'onde de la photoluminescence. Ces résonances peuvent être expliquées à partir du spin des électrons par des phénomènes tels que l'intrication quantique, l'interaction spin-orbite et les oscillations de Rabi, et analysés à l'aide de théories avancées en optique quantique. Un centre NV peut être vu comme l'unité de base d'un ordinateur quantique et ouvre la voie à des applications à des domaines novateurs en électronique et en sciences numériques comme la cryptographie quantique, la spintronique ou encore les masers.
vignette| En bas : mise en évidence par photoluminescence de centres NV (points verts à droite) par application d'une tension de à une diode Schottky plane ; le dispositif de l'expérience est représenté en haut.
Un centre azote-lacune est un type de défaut ponctuel dans un cristal de diamant formé par la juxtaposition d'une lacune et d'un atome d'azote en substitution d'un atome de carbone.
On connaît deux états de charge pour ce défaut cristallin, l'état neutre NV et l'état négatif NV, déterminés à partir d'études spectroscopiques faisant appel à l'absorption optique, la photoluminescence (PL), la résonance paramagnétique électronique () et la (), laquelle peut être vue comme une technique hybride de PL et d'EPR ; c'est l'EPR qui fournit cependant l'essentiel des informations.
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