跟着量子核算和量子传感渠道的老练，承载量子位的资料（例如金刚石）的外表化学是一个重要的探究途径。将金刚石（特别是纳米级金刚石（ND））与二氧化硅衔接是将室温量子比特集成到具有灵敏功用化化学的光子器材、光纤、细胞或安排中的潜在途径。

  研讨人员经过改善的Stöber办法，在富含羧酸的ND核心上合成了2-35纳米厚的SiO2壳层。经过电子显微镜等堆叠技能对金刚石形状、外表和电子结构可以进行了表征。发现在羧酸化的ND上成长SiO2会消除羧酸的存在，而碱性乙醇溶液会在SiO2成长之前将ND外表转化为富含醇的外表。

  该研讨初次观察到SiO2厚度对金刚石电子结构的按捺作用，并核算出最大的勘探深度约为14纳米。此外，由过渡边际传感器发生的共振非弹性X射线散射（RIXS）图强化了XAS供给的化学分析。运用金刚石或高压高温（HPHT）ND以及其他异质资料（如碳化硅或立方氮化硼）进行量子感测运用的研讨人能运用这些成果，经过外表醇基团构成共价键，规划新的分层或核壳量子传感器。

  图1. 显现了在类似于Stöber办法的碱催化反响中运用原硅酸四乙酯成长二氧化硅。

  图2. HPHT ND 核上二氧化硅的厚度由反响时间的长短操控，而且添加的成长构成厚度约为 20 nm 的近球形 ND-SiO2 。

  图3. XAS 光谱被发现可以终究靠金刚石电子结构的削减有效地盯梢二氧化硅的成长，而且因为发生样品电流的非弹性俄歇电子而呈指数削减。

  图4. SESSA 模仿定性地支撑了壳层厚度添加的 ND-SiO2样品的试验 TEY 数据

  图5. ND-SiO2样品的 XAS 光谱证明了各种分子的成功润饰、二氧化硅成长后羧酸盐特征的去除以及金刚石结合与分子羧酸盐之间的差异。

  研讨人员发现，在高度纯化的 HPHT ND 上成长 2–35 nm SiO2壳能按捺金刚石核的底层电子结构，勘探深度约为15 nm。SiO2的成长机制是由金刚石外表的醇驱动的，其间羟基化发生在碱性乙醇溶液中，而脱羧反响在SiO2成长反响过程中都会存在。HRTEM 和 EDS 用于承认均匀 SiO2壳层厚度，而且在 TEY 形式下获取的 C1s XAS 数据答应因为 245-270 eV 俄歇电子发生的非弹性二次电子级联检测到水下金刚石。外表功用化ND-SiO 2的XAS谱搜集叠氮化物、胺、氟和其他外表部分的样品，以证明SiO2外表的化学灵敏性，用于运用 NV 中心 ND 进行生物符号和生物传感运用。因为丰厚的醇基团，SiO2在金刚石外表上成长是均匀的，因而该作业应该会激起新的金刚石-金属氧化物核-壳纳米结构的探究，用于量子传感和生物符号运用。

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