У новаторському досягненні дослідники з Кембриджського університету представили квантовий сенсор, виготовлений з гексагонального нітриду бору (hBN). Цей інноваційний сенсор обіцяє революціонізувати виявлення магнітного поля в наномасштабі, відкриваючи двері до безпрецедентних можливостей візуалізації. Відкриття, опубліковане в Nature Communications, знаменує значний крок вперед у квантовій технології.
Сенсор на основі hBN може виявляти магнітні поля в наномасштабі в кількох напрямках, пропонуючи ширший динамічний діапазон, ніж попередні сенсори на основі алмазу. «Квантові сенсори дозволяють нам виявляти наномасштабні зміни різних величин», — пояснила доктор Кармен Гілардоні, перший співавтор дослідження. «Ця робота виводить цю здатність на новий рівень, використовуючи hBN, матеріал, який не тільки сумісний з наномасштабними застосуваннями, але й пропонує нові ступені свободи».
На відміну від сенсорів на основі алмазу, які мають обмеження у виявленні магнітних полів вздовж однієї осі, сенсор hBN долає ці виклики. Дослідники виявили, що широкий динамічний діапазон сенсора та здатність виявляти векторні магнітні поля виникають з низької симетрії дефектів hBN та їх сприятливих оптичних властивостей збудженого стану. Цей прогрес може призвести до глибшого розуміння магнітних явищ і наноматеріалів.
hBN, двовимірний матеріал, подібний до графену, ідеально підходить для квантових сенсорних застосувань. Його атомні дефекти поглинають і випромінюють видиме світло, роблячи його чутливим до місцевих магнітних умов. Команда використовувала оптично виявлений магнітний резонанс (ODMR) для вивчення реакції сенсора на магнітні поля. Ця техніка дозволяє візуалізувати магнітні явища та наноматеріали способами, які раніше були неможливі.
«Цей сенсор може відкрити двері для вивчення магнітних явищ у нових системах матеріалів або з вищою просторовою роздільною здатністю, ніж це було раніше», — сказала професор Ханна Стерн, яка керувала дослідженням. Атомно-тонка природа hBN також відкриває захоплюючі можливості для просторового картографування магнітних полів в атомному масштабі, прокладаючи шлях до новаторських відкриттів у різних галузях.