ساخت سنسور کوانتومی از جنس الماس با قابلیت تشخیص دما و مغناطیس
نقشه: حسگرهایی از جنس الماس که برای تشخیص میدان مغناطیسی استفاده می شوند محدودیت های زیادی دارند، بتازگی سنسور کوانتومی از جنس الماس تولید شده که بر این محدودیت ها غلبه کرده است.
به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، پژوهشگران دانشگاه RMIT تراشه سنسوری دو بُعدی کوانتومی با بهره گیری از نیترید بور شش ضلعی (HBN) ساختند که می تواند هم زمان ناهنجاری های دمایی و میدان مغناطیسی را در هر جهت تشخیص دهد. نتایج این پروژه در قالب مقاله ای با عنوان Multi-species optically addressable spin defects in a van der Waals material در نشریه Nature Communications به چاپ رسیده است.
تا قبل از این، تراشه های سنسوری کوانتومی از جنس الماس هر چند که پلت فرم های خیلی قوی محسوب می شدند اما همیشه محدودیتی را نیز به کاربر تحمیل می کردند. بطوریکه این حسگرها فقط می توانند زمینه های مغناطیسی را هنگام تراز بودن در راستای میدان تشخیص دهند. در صورت عدم تراز بودن، آنها نقاط کور بزرگی دارند. در نتیجه، مگنتومترهای تولید شده از الماس باید حاوی سنسورهای گوناگون در درجه های مختلف باشند.
این موجب افزایش دشواری عملکرد و در نتیجه، تطبیق ناپذیری در استفاده در کاربردهای مختلف می شود. علاوه بر این، ماهیت سفت و سخت و سه بُعدی حسگرکوانتومی به این معنا است که این سنسور جهت استفاده در نمونه هایی که کاملا صاف نیستند با محدودیت روبه رو می شوند.
برای حل این مشکل، ژان-فیلیپ تتین (از دانشگاه RMIT) و ایگور آهارونوویچ (از دانشگاه صنعتی سیدنی) پلتفرم سنسوری کوانتومی جدیدی با بهره گیری از HBN هستند. این کریستال های HBN از لایه هایی از ورق های ضخیم اتمی تشکیل شده و انعطاف پذیر هستند که به تراشه اجازه می دهد تا با شکل نمونه مورد مطالعه مطابقت داشته باشند و بسیار نزدیک به نمونه شوند.
نقص های مختلفی در ساختار HBN وجود دارد که پدیده های نوری مختلفی را به وجود می آورد. یک نقص مبتنی بر کربن که اخیراً کشف شده، میدان های مغناطیسی را از هر جهت تشخیص می دهد اما تا حالا برای تصویربرداری مغناطیسی مورد استفاده قرار نگرفته است.
در کوشش برای تعیین ساختار این نقص ناشناس، این تیم آزمایش اندازه گیری ربی (Rabi) را انجام داد و نتایج را با نقص جای خالی که در HBN نیز وجود داشت، مقایسه کرد. نقص جای خالی بور می تواند برای اندازه گیری دما در سطح کوانتومی استفاده گردد. بوسیله این مقایسه، آنها کشف کردند که این نقص جدید همان چیزی است که سنسور را برای تشخیص میدان های مغناطیسی از هر جهت مجهز می کند.
این گروه معتقداند که از این فنآوری می توان برای سنسوری کوانتومی بمنظور شناسایی خاصیت های مغناطیسی در عرصه زمین شناسی بهره برد.
منبع: نقشه
این مطلب Go Map را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط در نقشه
نظرات بینندگان نقشه در مورد این مطلب