Постоянные источники света сверхмалой интенсивности, выдающие по фотону за определенный промежуток времени, важны для различных инноваций и, в частности, квантовой криптографии. Разрабатывались такие устройства на флюоресцирующих молекулах, квантовых точках, углеродных нанотрубках, но никакие из них не показывали стабильно высокого выхода фотонов при комнатной температуре. Недавно возникла идея применить в таком качестве люминесцентные центры в алмазных нанотрубках / нитях, поскольку они обеспечивают вдесятеро больший поток фотонов при в десять раз меньших затратах подкачиваемой лазером энергии, чем соответствующие дефекты в объемном образце.
В качестве центров люминесценции можно использовать так называемые азотные вакансии, представляющие из себя замещение одного из атомов углерода в структуре алмаза на азот и полное удаление соседнего к нему. В данном случае предлагается формирование структуры из вертикальных алмазных нанонитей по технологии “сверху вниз”. Электронно-лучевая литография в сочетании с ионным травлением, примененные к поверхности среза (скола) алмаза, позволяют получить на ней упорядоченную структуру гладких нитей высотой 2 мкм и диаметром 200 нм. Люминесцентные центры возникают еще в процессе роста кристалла и уже присутствуют в исходном материале. В силу этого они располагаются внутри нанонитей случайным образом.
Применение столь необычной структуры позволяет не только достичь высокой энергоэффективности устройства, но и обеспечивает излучение фотонов исключительно в вертикальном направлении (нанонити как бы играют роль волновода). А также по-разному происходит испускание фотонов разной поляризации. Что касается времени жизни диполя (т.е. и люминесценции), возникающего в местах этих дефектов для нанонитей (15 нс), то оно находится приблизительно между таковым для объемного образца (12 нс) и для квантовых точек (25 нс).
