以色列研究人员研究发现：在金刚石中，使用电子显微镜可以创造出高分辨率的密集量子自旋。这一研究发现为采用量子技术的***传感器和探测资源铺平了道路。

   金刚石是由碳原子构成的晶体结构。在金刚石晶体中，碳原子按四面体成键方式互相连接，组成无限的三维骨架，是典型的原子晶体。金刚石与其同素异形体：石墨相比，在内部碳原子排列方式和外表物理特征上存在巨大差异。 金刚石晶体中的碳原子如果被其他类型的原子取代，便产生晶格缺陷，是氮空位中心（NV），其中一个碳原子被氮原子取代，而它的邻位缺失了（一个空位仍然保留在原处）。

   如果这种缺陷被绿色激光照射，作为响应它将发出红光（荧光）。这种光线有一种有趣的特点：它的亮度根据环境中的磁性而发生改变。这种独特的特征让NV中心可以特别用于测量磁场、磁共振成像（MRI）以及量子计算和信息。

   为了制造出***佳的磁场探测器，应在不增加环境噪音，也不会损伤金刚石特性的前提下，增加这些缺陷的密度。

   现在，来自耶路撒冷希伯来大学 Racah 物理研究所和应用物理系研究所 Nir Bar-Gill 研究小组的科学家与以色列理工学院Eyal Buks 教授，通过一种使用电子束的简单工艺，将碳原子从晶格中除去，创造出一种超高密度的NV中心。

这项研究发表于《应用物理杂志》，延续了该领域的其他工作，展示了不同金刚石类型的NV中心密度。这种照射使用了电子束显微镜（透射式电子显微镜或者TEM），并且为了这个目的进行了专门转化。这种设备在以色列许多大学和全世界的纳米技术中心都具有一定实用性，让这项工艺具有高空间精度、快速和简便的特点。

   这种NV颜色中心的密度得以改善，同时保持其独特的量子特性，预示着未来金刚石的磁场测量灵敏度的提升，也预示着固态物理和量子信息理论领域研究的未来方向。氮空位（NV）颜色中心展示出显著和独特的特性，包括室温下的长相干时间(~ ms)，光学初始化和读出、以及相干微波控制等。

   希伯来大学应用物理系和 Racah 物理研究所的助理教授 Bar-Gill 创办了量子信息、模拟和感知实验室，他表示：“未来使用金刚石NV中心作为量子技术的资源，这些技术包括增强型传感、量子模拟和潜在的量子信息处理，而这项将成为重要的垫脚石。”希伯来大学研究员 Dima Farfurnik 表示：“我们方案的特别之处在于它非常简单和直接。你将获取足够高的NV密度，适用于许多应用，它们具有能在室内完成的简单流程。”

   金刚石是自然界存在的特殊材料之一，具有***高的硬度、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、高绝缘、宽能隙、高的声传播速率以及良好的化学稳定性等，如下表。虽然天然金刚石具有这些***的特性，但是它们一直仅仅是以宝石的形式存在，其性质的多变性和稀有性极大地***了其应用。而洛阳誉芯金刚石制备的CVD金刚石膜将这些优异的物理化学性能集一身，且成本较天然金刚石低，能够制备各种几何形状，在电子、光学、机械等工业领域有广泛的应用前景。