21:36 10/07/2022

Ученые разработали сверхточный алмазный датчик для измерения магнитных полей

Shutterstock/FOTODOM

Исследователи под руководством Института прикладной физики твердого тела Фраунгофера разработали алмазный датчик, который использует лазерное излучение для измерения магнитных полей. Технология пригодится для улучшения магнитоэнцефалографии и горных исследований, пишет Science Advances.

Физики для обнаружения магнитного поля решили использовать квантовые дефекты в алмазе (NV-центры), которые формируются при нарушении строения кристаллической решетки минерала. При удалении атома углерода из ее узла образовавшаяся вакансия в этом месте связывается с атомом азота. Количество света, исходящего от NV-центра, изменяется в зависимости от силы магнитного поля. Этот эффект известен ученым и уже используется, но в существующих установках значительная часть такого излучения теряется.

«Нашим прорывом было создание лазера из дефектов. Собирая весь свет, а не только небольшое его количество, мы можем обнаруживать магнитное поле в 10 раз точнее с помощью нашего датчика по сравнению с передовой современной практикой», – пояснил профессор Мельбурнского королевского технологического института и один из авторов исследования Эндрю Гринтри.

По словам ученых, благодаря новой технологии можно улучшить методы измерения магнитного поля для картирования активности мозга и выявления нарушений. Современные аппараты для магнитоэнцефалографии очень громоздки, требуют работы при сверхнизких температурах с жидким гелием и дороги в установке. С помощью же алмазно-лазерного датчика можно создать компактные устройства, работающие при комнатной температуре. Доступная технология поможет обнаружить болезнь Альцгеймера, эпилепсию и другие мозговые нарушения на ранней стадии.

Кроме того, устройство может будет использовать в горной промышленности, а именно в разведке залежей полезных ископаемых.