Группа ученых под руководством Института прикладной физики твердого тела Фраунгофера разработала алмазный датчик, который может измерять магнитные поля с рекордной точностью. Технология, описанная в статье в журнале Science Advances, пригодится для улучшения магнитоэнцефалографии и исследований в области горного дела.
Известно, что медицинские работники применяют магнитные поля для изучения органов и структур в организме. Например, они задействуют магнитно-резонансную томографию и магнитоэнцефалографию. Однако оборудование для этих методов сложное и громоздкое, поэтому им нелегко пользоваться.
Как сообщается, новая технология использует квантовые дефекты в алмазе (NV-центры) для обнаружения магнитного поля.
NV-центр, или азот-замещенная вакансия, является одним из многих точечных дефектов в алмазе. Он образуется при нарушении структуры кристаллической решетки минерала. Когда атом углерода удаляется из узла решетки, образовавшаяся вакансия связывается с атомом азота в этой точке.
Исследователи объясняют, что количество света, исходящего из NV-центра, меняется в зависимости от силы магнитного поля. Этот эффект уже использовался учеными, но большая часть этого излучения теряется в существующих установках.
“Наш прорыв заключался в том, чтобы создать лазер из дефектов. Собирая весь свет, а не только его небольшую часть, мы можем определять магнитное поле в 10 раз точнее с помощью нашего датчика по сравнению с лучшими существующими методами”, — рассказывает Эндрю Гринтри, профессор Королевского Мельбурнского технологического института и один из авторов исследования.
Ученые считают, что алмазно-лазерный датчик может быть использован для создания компактных устройств, работающих при комнатной температуре. Доступная технология поможет в раннем обнаружении болезни Альцгеймера, эпилепсии и других заболеваний мозга.
Кроме того, устройство также может быть полезно в горнодобывающей промышленности. Например, высокоточное обнаружение магнитных полей поможет в разведке месторождений полезных ископаемых, подчеркнули специалисты.
