Екип от физици от Университета в Кеймбридж съобщи за пробив в областта на квантовото детектиране. Учените показаха как дефекти в кристалната решетка на хексагонален боров нитрид могат да се използват като мощни сензори на стайна температура, способни да регистрират векторно магнитно поле в наномащаб. Откритието ни доближава до по-практични и универсални квантови технологии.

Досега наномащабната квантова магнитометрия при стайни условия бе възможна само при използване на заместена с азот вакантност в диамантената решетка (NV център). Въпреки своята ефективност, тази техника не е лишена от недостатъци. По-конкретно, този NV-център е едноосен сензор с ограничен динамичен обхват на откриване на магнитното поле. Устройството, създадено от групата учени от Кеймбридж, няма тези ограничения, пише Science Daily. То представлява многоосов сензор за магнитно поле с голям динамичен обхват.

Хексагоналният борен нитрид (hBN) е двуизмерен материал, подобен на графена, който може да бъде разделен на слоеве с дебелина само няколко атома. Дефектите в решетката на hBN поглъщат и излъчват видима светлина по начин, който е чувствителен към локалните магнитни условия, което го прави идеален кандидат за създаване на квантови сензорни устройства.

Учените изследват реакцията на флуоресценцията на дефектите в hBN към промените в магнитното поле, като използват техника за оптично откриване на магнитния резонанс. Чрез внимателно наблюдение на спиновата реакция и комбинирането ѝ с подробен анализ на динамиката на фотонната емисия екипът успя да разкрие основните оптични скорости на системата и връзката им със симетрията на дефекта, както и как тази комбинация води до стабилен и универсален сензор за магнитно поле.

„Този сензор би могъл да отвори пътя за изучаване на магнитните явления в новите материали или с по-висока пространствена разделителна способност от досегашната“, казва Хана Стърн, съръководител на изследователския екип.