本研究由中国科学技术大学物理学院、合肥微尺度物质科学国家研究中心、合肥国家实验室联合完成。研究团队利用金刚石对顶砧（DAC）技术，在金刚石氮-空位（NV）中心中引入巨大的剪切应变梯度，实验观测到NV中心基态自旋极化的完全反转，为固态量子发射器的可编程调控提供了全新范式。

1研究概要

       固态量子发射器的性能核心在于其自旋依赖的光动力学过程，特别是非辐射系间窜越（ISC）速率。传统方法主要依赖光子纳米结构（Purcell效应）来调控辐射速率，难以触及非辐射过程。

       本研究以金刚石NV中心为平台，利用(111)取向的金刚石对顶砧（DAC）产生高达130 GPa以上的静水/非静水压力环境。通过在垫片和传压介质（PTM）界面人为构造巨大的剪切应变梯度，研究团队发现NV中心的激发态能级发生混合，导致其ISC过程被彻底改写。实验结合光探测磁共振（ODMR）、时间分辨荧光测量及外加磁场调控，建立了一个包含对称性守恒与对称性破缺应变贡献的理论模型，成功解释了应变如何诱导自旋极化反转。

2研究亮点

1.NV中心自旋极化的完全反转:在高压剪切应变区，NV中心的光学初始化过程从偏好占据明亮的|0〉态逆转为偏好占据暗的|±1〉态。ODMR信号从传统的“负峰”转变为“正峰”，荧光衰减拟合显示基态布居从P₀≈0.689反转至P₀≈0.313，这一宏观量子态的翻转在传统腔 QED 调控中从未实现。