日本科學家近日在研究柱狀納米金剛石結構的發冷光增強實驗中發現，底部裝配金屬反射鏡的傘狀納米金剛石結構是一種更為高效的光子“收集器”，其光子收集效果比其它形狀結構的收集效果要高出許多。東京技術研究所的工作人員將納米金剛石結構“扭”成傘狀，實驗發現其熒光強度比塊狀金剛石熒光強度高出四到五倍左右。
       研究人員在帶孔金屬掩膜上采用自下而上的制備技術實現傘狀納米金剛石結構的有選擇性、各向異性生長。金屬掩膜充當反射鏡，對金剛石結構呈自對準。        Mutsuko Hatano教授介紹到：我們制備的傘狀納米結構和浸沒透鏡的原理類似，減少了金剛石結構上部表面的全反射，將發射光線積聚在結構的頂部位置。而自對準鏡面則把光線反射至納米結構的下部表面，從而進一步增強了光線收集的效率。
       該研究的意義在于通過改善氮空位（NV）中心的光子收集效率就可以增強傘狀納米金剛石結構的熒光強度。NV中心是金剛石結構的一種點缺陷，在此卻成就了光致發光的特性。
       NV中心擁有光學初始化、自旋態檢測、穩定且強烈的熒光性以及室溫下較長的相干時間等特性，可用于下一代自旋基量子設備，如磁力儀、量子計算機和生物觀測等。單個NV中心其實就是量子計算機的一個基本單元。
       增強熒光強度是改善NV中心光子收集效率的一個基本要求。由于金剛石的折射率較高（2.4），塊狀金剛石結構中的NV中心的光子收集效率就比較低。換而言之，金剛石在較低折射率環境下就可以充當高效光波導。
       在實際應用方面，該研究可用于生物觀測領域的高靈敏磁傳感器、量子計算機的計算科學以及密碼保護通訊等。下一步，Hatano和同事將進一步探索對納米結構形狀制備技術的更好控制，通過優化化學氣相沉積生長環境制備出表面更加光滑的金剛石結構。