Алмазный датчик магнитного поля

19.07.2022

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 решетки минерала. При удалении атома углерода из узла решетки образовавшаяся вакансия в этом месте связывается с атомом азота. Исследователи объясняют, что количество света, поступающего от NV-центра, меняется 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 по дефектам. 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", - говорит Эндрю Гринтри, профессор Мельбурнского Королевского Технологического Института и один из авторов исследования.

Лазер накачки (532 нм) и затравочный лазер (710 нм) объединены с дихроическим зеркалом (DM) и фокусируются отдельно в резонатор. Зеленый лазер блокируется 532-нм режекторными фильтрами (NF). Датчики фиксируют прошлый свет (det1), отраженный свет (det2) и фотолюминисценцию (det3).

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 требуют работы при сверхнизких температурах с жидким гелием.

С помощью алмазнолазерного датчика можно создать компактные устройства, которые будут работать при комнатной температуре.

Доступная технология поможет в раннем выявлении заболевания Альцгеймера, эпилепсии и других нарушений работы мозга. Кроме того, устройство может пригодиться в горной промышленности. К примеру, высокоточное обнаружение магнитных полей поможет проводить разведку залежей полезных ископаемых.

<< Назад: Наушники, полностью поглощающие посторонние шумы 19.07.2022

>> Вперед: Электромобиль Hyundai IONIQ 6 18.07.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Картофель фри и риск диабета 11.09.2026

Картофель давно стал одним из наиболее распространенных продуктов питания в мире, однако отношение к нему со стороны специалистов по питанию остается неоднозначным. Сам овощ содержит полезные питательные вещества, но его воздействие на организм во многом определяется тем, что происходит с ним во время приготовления. Новое крупное исследование Гарвардской школы общественного здоровья им. Т.Х. Чана показывает, что особенно заметную роль в этом вопросе может играть способ термической обработки. Картофель занимает важное место и в рационе жителей США: в среднем один американец съедает около 22 килограммов этого овоща в год. Исследователи решили выяснить, одинаково ли различные блюда из картофеля связаны с риском развития заболеваний. Результаты работы были опубликованы в научном журнале BMJ и показали существенную разницу между привычными способами приготовления одного и того же продукта. Наиболее неблагоприятный результат специалисты обнаружили для картофеля фри. У людей, которые уп ...>>

Барабанная дождевальная машина eco ProRain 11.09.2026

Орошение сельскохозяйственных угодий требует не только достаточной производительности техники, но и точного контроля расхода воды. При этом для многих хозяйств важны простота обслуживания, надежность оборудования и разумная стоимость. Компания Bauer представила новую барабанную дождевальную машину eco ProRain, в которой эти требования сочетаются с современными электронными средствами управления поливом. Новая модель стала дополнением существующей линейки дождевальной техники Bauer. При ее разработке специалисты ориентировались прежде всего на практические потребности пользователей, учитывая полученные от них отзывы. В результате производитель сделал акцент на удобстве эксплуатации и долговечности конструкции, стремясь сохранить при этом доступную цену и не отказываться от автоматизированных функций управления. eco ProRain предлагается в трех базовых исполнениях - F30, F40 и F50. Для каждой из них предусмотрено по 30 вариантов комплектации, различающихся диаметром используемой тру ...>>

Не вся растительная пища полезна для психики 10.09.2026

Растительная пища традиционно считается одной из основ здорового рациона, поэтому специалисты по питанию обычно рекомендуют чаще включать в меню овощи, фрукты, цельнозерновые продукты и другие продукты растительного происхождения. Однако важна не только принадлежность пищи к растительной категории, но и способ ее обработки, количество сахара и другие характеристики рациона. Исследование иранских ученых показывает, что разные варианты растительного питания могут по-разному отражаться на психологическом состоянии человека. К такому выводу пришли исследователи из Исфаханского университета медицинских наук. Они изучали взаимосвязь между характером питания и эмоциональным состоянием взрослых людей, уделяя особое внимание симптомам депрессии и тревожности. Результаты работы были опубликованы в научном журнале PLOS One. При этом специалисты не утверждали, что отдельные продукты непосредственно вызывают депрессию: речь шла о статистической связи между определенными пищевыми привычками и сос ...>>

Подвесной робот Stringman для уборки комнаты 10.09.2026

Домашняя робототехника в основном развивается вокруг двух привычных направлений: роботов-пылесосов и многофункциональных гуманоидных машин. Но далеко не все задачи требуют колесной платформы или сложного человекоподобного механизма. Инженер Натаниэль Нифонг (Nathaniel Nifong), основатель стартапа Newfangled, предложил необычную альтернативу - подвесного робота Stringman, способного перемещаться над полом и самостоятельно собирать разбросанные предметы. Вместо того чтобы передвигаться по поверхности помещения, Stringman использует принцип, знакомый по тросовым системам камер Spidercam, применяемым на стадионах. В четырех верхних углах комнаты устанавливаются натяжные блоки, от которых к центральному рабочему модулю идут тонкие, но прочные тросы. Изменяя их натяжение, система может перемещать манипулятор практически в любую точку обслуживаемого пространства. Такое решение позволяет обойти некоторые ограничения традиционных роботов на колесах. Подвесной механизм не сталкивается с пр ...>>

Микрогравитация не ослабляет сердечные клетки 09.09.2026

Продолжительное пребывание в космосе подвергает человеческий организм воздействию условий, с которыми он никогда не сталкивается на Земле. Микрогравитация изменяет распределение жидкостей, способствует потере костной и мышечной массы, а космическое излучение способно повреждать ДНК. Особое значение для будущих длительных экспедиций имеет состояние сердечно-сосудистой системы. Новый эксперимент с мышами на борту Международной космической станции показал, что клетки сердечной мышцы могут сохранять силу сокращения даже после нескольких недель пребывания в микрогравитации. Исследователи давно наблюдают за тем, каким образом отсутствие привычной земной гравитационной нагрузки отражается на организме. В космосе жидкости перераспределяются в сторону верхней части тела, позвоночник немного растягивается, из-за чего рост временно увеличивается, а скелетные мышцы постепенно теряют массу и силу. Однако сердечная мышца работает в несколько иных условиях, поэтому специалисты Чикагского университ ...>>

Случайная новость из Архива Нанопровода диаметром в три атома 29.12.2016 Группа ученых из Стэнфордского университета и лаборатории Стэнфордского линейного ускорителя (SLAC) открыла возможность собрать с помощью мельчайших частиц алмазов - адамантанов (diamondoid) - токопроводящие нанопровода диаметром всего в три атома. При этом каждый такой провод оказывается заключен в надежную оболочку из алмазов, что делает их достаточно прочными и защищенными от короткого замыкания друг с другом. Подобные нанопровода могут найти применение в оптоэлектронике для передачи данных, в виде решения для выработки энергии, получаемой от солнца или в других сферах. К примеру, можно выпускать ткань для одежды с вшитой электроникой или невидимыми глазу солнечными панелями. Важнейшей частью разработки стали такие свойства нового материала, как самосборка. По словам ученых, нанопровода собираются подобно конструктору LEGO. Роль "кубиков" с пазами и направляющими при сборке нанопроводов играют мельчайшие частички алмазов. К слову, раствор с алмазными частичками для опытов получен из нефти, добываемой в штате Арканзас. Нефть в этом районе имеет все необходимые для выращивания "алмазных" нанопроводов примеси. Но для раствора она прошла специальную очистку, в ходе которой в смеси остались "кубики" примерно одного размера. Кроме адамантанов, к каждому из которых присоединен один атом серы, для выращивания нанопроводов использовался раствор сульфида меди. В растворе на молекулярную решетку адамантанов начинали воздействовать силы притяжения в лице ван-дер-ваальсового взаимодействия (van der Waals forces). Адамантаны начинали укладываться друг за другом, вовлекая в процесс атомы меди, и провода росли в одном направлении. Ученые доказали, что это точно управляемый процесс, что позволяет говорить о хороших перспективах для разработки. Кроме меди опыты с самосборкой "трехатомных" нанопроводов проводились с кадмием, цинком, золотом и серебром. Каждый из этих или других материалов придавал проводам иные и уникальные свойства. Использование кадмия, например, позволяло придать проводам характеристики светодиодов. Другие материалы обещали придать нанопроводам свойства пьезокристаллов, а это прямое преобразование механических деформаций в электроэнергию (добывающая энергию ткань костюма или спортивной формы). У нанопроводов оказывается много перспектив. Было бы неплохо дождаться коммерческой реализации.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026