美国马里兰大学的研究团队近日利用全新技术研制出了金刚石材料的复合纳米粒，解决了现有技术工艺的诸多问题。该技术发表在6月份的Nature Communications上。
   该技术从纳米金刚石缺陷—氮空位（NV）中心入手，NV中心使金刚石具备独特的光学和电磁性能。通过将其他材料如金属粒和称之为“量子点”的半导体材料和金刚石结合，工作者研制出了一系列材料属性可定制的复合纳米粒，包括纳米半导体和磁体材料等。

由覆盖着纳米银粒子的纳米金刚石（50纳米宽）构成的复合纳米粒的电镜图像
   马里兰大学副教授、本研究作者Min Ouyang介绍到，如果将金属材料如银粒子或金粒子同纳米金刚石结合，那么纳米金刚石的光学性能就能得到增强；如果将半导体量子点同纳米金刚石结合，那么复合粒子就能更有效地传递能量。
   研究还发现，每个NV都具有量子物理属性，室温下可以充当量子比特。量子比特是量子计算技术领域迄今为止尚未探索明白的功能单元；在将来该技术有望彻底改变人类存储和处理信息的方式。目前，所有量子比特的研究都需要超低温的技术条件以实现设备的正常运转操作。
   室温下工作的一个量子比特代表技术的一大进步，它能够促进量子线路在工业、商业和电子消费品领域的整合和应用。Min Ouyang特别强调到：作为量子比特，金刚石材料的纳米复合粒子在氮空位中心性能方面有着重要作用。
   该技术不仅未来前景良好，制备复合纳米粒的方法较以前也有很大突破。以往的研究在对纳米金刚石进行其他粒子结合时，所用方法不甚精准，通常采用手动方法将金刚石和其他粒子逐个结合在一起的。这些工艺成本高且耗时，同时还会带来一系列技术上的并发症。
   “我们的核心创新技术是能够稳定高效地批量生产这些复合纳米粒”，Min Ouyang补充道。这种新型工艺还能实现对粒子属性的精准控制，如纳米金刚石的数量和组份等。这种新技术或将用于室温下量子计算机量子比特的设计、生物医学成像、高敏磁性传感器和温感器等。