Новости 10 июля 2022

Создан алмазный датчик магнитного поля. Он в 10 раз точнее стандартных методов

Физики разработали алмазный датчик, который использует лазерное излучение для измерения магнитных полей. Технология, описанная в статье в Science Advances, пригодится для улучшения магнитоэнцефалографии и горных исследований.

Читайте «Хайтек» в

Группа исследователей под руководством Института прикладной физики твердого тела Фраунгофера разработала алмазный датчик на основе лазера. Технология использует квантовые дефекты в алмазе (NV-центры) для обнаружения магнитного поля.

NV-центр или азото-замещенная вакансия — это один из многочисленных точечных дефектов алмаза. Он формируется при нарушении строения кристаллической решётки минерала. При удалении атома углерода из узла решётки образовавшаяся вакансия в этом месте связывается с атомом азота.

Исследователи объясняют, что количество света, исходящего от NV-центра, изменяется в зависимости от силы магнитного поля. Этот эффект уже используется учеными, но в существующих установках большая 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.
Эндрю Гринтри, профессор Мельбурнского королевского технологического института и один из авторов исследования

Схема экспериментальной установки. Лазер накачки (532 нм) и затравочный лазер (710 нм) объединены с дихроичным зеркалом (DM) и по отдельности фокусируются в резонатор. Зеленый лазер блокируется 532-нм режекторными фильтрами (NF). Датчики фиксируют прошедший свет (det1), отраженный свет (det2) и фотолюминисценцию (det3). Изображение: Felix A. Hahl et al, Science Advances

Исследователи полагают, что новая технология поможет улучшить методы измерения магнитного поля для картирования активности мозга и выявления нарушений. Современные устройства для магнитоэнцефалографии очень чувствительны, но также громоздки, дороги в установке и требует работы при сверхнизких температурах с жидким гелием.

Авторы нового исследования полагают, что с помощью алмазно-лазерного датчика можно создать компактные устройства, которые будет работать при комнатной температуре. Доступная технология поможет в раннем обнаружении болезни Альцгеймера, эпилепсии и других нарушений работы мозга.

Кроме того, устройство может пригодится в горной промышленности. Например, высокоточное обнаружение магнитных полей поможет проводить разведку залежей полезных ископаемых.

Изображение на обложке: RMIT University