氮空位（NV）中心是金刚石晶体结构中的一种缺陷，其中氮原子取代了金刚石晶格中的碳原子，晶格中的相邻位置是空位。金刚石中的这种和其他荧光缺陷，即色心，由于其量子特性，如室温下的单光子发射和长相干时间，引起了研究人员的注意。它们的许多应用包括量子信息编码和处理，以及生物研究中的细胞标记。
金刚石的微制造在技术上很困难，具有色心的纳米金刚石已经嵌入到定制设计的结构中，作为将这些量子发射器集成到光子器件中的一种方式。巴西圣保罗大学圣卡洛斯物理研究所（IFSC-USP）进行的一项研究建立了一种方法，如发表在《Nanomaterials》期刊中的一篇文章所述。
IFSC-USP教授、该文章的最后一位作者Cleber Mendon?a告诉Agência FAPESP：“我们展示了一种使用双光子聚合[2PP]将荧光纳米金刚石嵌入为此目的设计的微结构中的方法。”。“我们研究了光致抗蚀剂中纳米金刚石的理想浓度，以获得至少有一个荧光NV中心、结构和光学质量良好的结构。
Mendon?a和他的团队已经广泛使用2PP来制造三维微观结构。简单地说，2PP是一种直接激光写入技术，其中高强度激光束聚焦在尚未固化的光敏聚合物树脂上，以产生感兴趣的微观结构。
在这项研究中，将去离子水中的纳米金刚石溶液添加到构成光致抗蚀剂的单体混合物中，在完成所有必要的物理化学程序后，通过将样品置于由专用软件控制的强大钛蓝宝石激光器的脉冲下，以定义光束的精确坐标，从而进行微制造。
“荧光和拉曼光谱测量用于确认纳米钻石的存在和位置，而吸光度测量用于评估高浓度下的散射损失。我们的研究结果表明，在光子学和量子技术应用中，通过2PP制造嵌入荧光纳米金刚石的微结构是可行的，”作者在文章中写道。
这项研究是第一作者Filipe Assis Couto博士研究的一部分，Mendon?a担任论文顾问。FAPESP通过五个项目（09/54035-4、13/07276-1、18/11283-7、19/27471-0和20/08715-2）为其提供了支持。
