识别和控制复杂环境中的固态量子比特成为自旋电子学和量子信息实验方面关键性的挑战和机遇。由于金刚石中的一种杂质:氮-空位中心所表现的独特性质,金刚石成为最有希望实现固态量子计算的自旋载体材料之一。本文首先介绍了金刚石中的氮-空位中心,对它的特殊的性质作了介绍说明,从氮-空位中心独特的能级结构我们看到,要实现金刚石量子体系的自旋控制,需要提供一个微波波段的能量,频率为2.87GHz,而天线正是用于实现导行波和自由空间电磁波能量转换的装置。为此,本文主要针对于实验中的具体情况,对天线的辐射做了研究。由于实验中金刚石样品的尺寸非常小,仅为毫米量级,并且电磁波在空间中会迅速衰减,我们需要一种可以无限靠近样品的天线。在比较了八木天线、鞭状天线和单根导线的反射系数以及近场的磁场强度之后,我们选择了直径为20微米的单根铜线作为发射天线,因为它可以在不影响光学系统的情况下无限靠近样品,并且在同样的发射功率下,它具有更高的电流密度,从而具有更强的近场辐射强度。为了提高铜线的辐射强度,我们用Ansoft公司的模拟软件HFSS模拟了单根铜线在不同长度时的辐射情况,并且用高频近场磁场探头测量了单根导线在不同长度时的磁场强度,模拟结果和测试结果表明,单根导线的长度与导线的谐振频率有关,导线长度近似为上述频率对应的波长的四倍;不同的天线长度在近场时所产生的沿轴向的磁场强度分布是不同的,但是磁场强度的最大值相差并不明显;我们测试发现,磁场强度沿径向的分布是和场点离天线的距离r成反比的,故测试点离天线的距离对磁场强度的影响比较大;另外,我们分析了实验中样品架的材料对微波信号的影响,用HFSS软件建立了两个模型对单根导线进行模拟,模拟结果表明:金属的引入会使谐振频率产生移动;我们对有铝样品架和没有铝样品架的近场磁场强度进行了测试,发现在铝样品架附近,该处的磁场强度比没有铝样品架时的磁场强度弱,把样品架的材料换为有机玻璃时,发现对近场的磁场强度几乎没有影响。依据上面的分析和测试,我们从以下几个方面对单根导线在近场的辐射做了优化:(1)选择合适的天线长度55mm,将样品放在距离天线起点为35mm处的位置;(2)将铝样品架换为有机玻璃的样品架;(3)设计了可以在实验中移动天线离氮-空位中心距离的装置。经过上面的方案,最终优化了样品位置处微波的近场辐射,提高了样品处的磁场强度,对实现利用微波技术调控氮-空位中心的自旋打下了良好的基础。