Исследователи из Фраунгоферовского института прикладной физики твердого тела разработали установку для быстрого измерения магнитного поля. Устройство работает на основе квантовых эффектов, возникающих внутри дефектов в алмазах. Технология подойдет для тестирования свойств материалов, прикладных приложений в области наноэлектроники и биомедицины.
Исследователи используют для широкопольной магнитометрии азото-замещенные вакансии (NV-центры) в тонких алмазных пленках. Это один из дефектов, который возникает при удалении из кристаллической решетки алмаза одного из атомов углерода и связывании образовавшейся «вакансии» с помощью азота.
Измерительная установка, разработанная инженерами, использует генератор сигналов произвольной формы (AWG). Он испускает микроволновое излучение и использует лазер для записи данных измерения магнитных полей с наносекундной точностью.
Схема работы установки. Изображение: Fraunhofer IAF
Специально для этого устройства исследователи выращивают квантовые подложки на основе чистого нелегированного алмаза типа «IIa» с ориентацией (100) толщиной 500 мкм и площадью 4 х 4 мм. Эта подложка зарастает тонким слоем, в котором вблизи образца формируются NV-центры для приложения сенсора.
Исследователи отмечают, что большинство современны методов измерения микроскопических свойств материалов требуют длительного времени измерения и крупных экспериментальных установок, зачастую работающих в экстремальных условиях (вакуум и сверхнизкие температуры). В отличие от них предложенный метод измерения можно применять при комнатной температуре.
