Созданы квантовые сенсоры, работающие при экстремальном давлении
Физики из Вашингтонского университета в Сент-Луисе разработали революционные квантовые сенсоры на основе кристаллического нитрида бора, способные работать при давлении, превышающем атмосферное в 30 000 раз.
Схематическое изображение 2D-сенсора, сжатого между двумя алмазными наковальнями. Автор: Чонг Зу
Новые сенсоры создаются путём облучения тонких листов нитрида бора нейтронными пучками, что выбивает атомы бора и создаёт вакансии, способные захватывать электроны. Квантовые взаимодействия на уровне спинов электронов позволяют измерять магнитные поля, механические напряжения, температуру и другие свойства материалов.
«Мы первые разработали такой высокопрочный сенсор, — заявил доцент физики Чонг Зу. — Это открывает широкие возможности для применения в квантовых технологиях, материаловедении, астрономии и геологии».
Ключевое преимущество новой технологии — использование двумерного материала толщиной менее 100 нанометров, что позволяет размещать сенсоры на расстоянии менее нанометра от изучаемого материала. Для создания экстремального давления исследователи используют «алмазные наковальни» — две плоские алмазные поверхности шириной около 400 микрометров.
Уже проведённые испытания показали, что сенсоры могут обнаруживать незначительные изменения в магнитном поле двумерного магнита. В планах исследователей — изучение горных пород, подобных тем, что находятся в ядре Земли, что может помочь в понимании землетрясений и других масштабных событий.
Также новая технология может разрешить споры вокруг сверхпроводимости при комнатной температуре, предоставив точные данные о поведении материалов под высоким давлением.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
0 комментариев