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물질·재료연구기구(NIMS)와 츠쿠바대학(筑波大學) 등 국제공동연구팀이 다이아몬드 결정 중 전자스핀의 상태를 ‘광 전류 검출’이라는 전기적인 방법으로 읽어 내는 데 성공함. 연구팀은 높은 콘트라스트화가 가능한 ‘광 전류 검출’을 단일 NV 센터(질소와 기공이 결합된 결함)에서 처음으로 성공함. 실증에 적합한 다이아몬드 시료는 먼저 다이아몬드 기판 상에 다이아몬드 고순도 층과 질소를 극미량 함유하고 있는 NV 센터 층을 경사 모양으로 적층 퇴적시킨 후, 그 층 단면이 표면에 나타나도록 표면을 정밀 연마함. 그 결과 얻어진 다이아몬드 시료 표면의 특정 위치에서 단일 NV 센터가 다이아몬드 표면 근처에만 분포하고 하층은 10μm 이상에 걸쳐 NV 센터가 존재하지 않는 고순도 층이 존재하는 영역을 형성시킴. 이 영역을 이용함으로써 광 전류 검출에 의한 단일 NV 센터의 매핑에 성공함. 본 성과는 양자 감지로의 응용도 유력하다는 것을 시사함. 개발된 기술은 다이아몬드 표면에 작은 전극을 사용하는 것만으로 NV 센터의 스핀 상태를 감지 할 수 있기 때문에 양자 감지, 양자 정보 처리 장치의 소형화의 열쇠가 될 것으로 기대됨. 본 연구 성과는 ‘Science’ 지에 게재됨