Sciencemag.cz
Doporučujeme
Současné senzory pro detekci magnetického pole jsou vesměs objemná zařízení s relativně vysokou spotřebou energie. Ty nejpřesnější navíc vyžadují speciální provozní teploty a jsou velmi drahé. Vědci z University of California v Berkeley o Ohio University nyní vyvinuli nové detektory s lepšími vlastnostmi; tato zařízení by se mohla uplatnit v elektronice, ale např. i v medicínských zobrazovacích technikách.
Diamant se v senzorech magnetického pole používá. Před každým měřením ovšem senzor vyžaduje aktivaci mikrovlnným zářením o výkonu 1-10 wattů. Taková energie již hrozí i roztavit nebo jinak zničit okolní elektroniku. Nový výzkum především asi 1000krát snižuje hodnotu aktivační energie; magnetické senzory by se díky tomu mohly umisťovat i dovnitř elektroniky včetně mobilních telefonů.
Základem nového senzoru je diamant, ovšem dopovaný dusíkem, který se připraví prostě z diamantu bombardovaného prudkým proudem plynu. Základní funkčnost zajišťují právě atomy dusíku. Pokud se namísto běžných diamantů použije speciální nanoforma („prach“), vzniknou malé, přesto však funkční částice, k jejichž aktivaci je potřeba relativně méně energie. Další inovací je speciální (tzv. multiferoický) film, na něž se tyto částice umístí – ten umožňuje velmi efektivní přenos mikrovlnné energie potřebné k aktivaci.
Výsledkem výzkumu by mohly být např. levnější a méně objemné přístroje pro magnetoencefalografii/magnetokardiograii. Dosud tato zařízení mají velikost menšího pokoje a cenu kolem 3 milionů dolarů, nově by se už třeba daly nasazovat přímo na hlavu v podobě helmy. Příslušné senzory magnetického pole v mobilech by mohly vylepšovat navigaci. Využití by mohly najít i při geologických průzkumech.
Autoři výzkumu navíc tvrdí, že pokud by se jejich přístroje dokázaly s magnetickým polem i jemně manipulovat, mohly by se uplatnit třeba i v kvantových počítačích.
Zdroj: Phys.org
Dominic Labanowski et al, Voltage-driven, local, and efficient excitation of nitrogen-vacancy centers in diamond, Science Advances (2018). DOI: 10.1126/sciadv.aat6574
Poznámka: Na zmínky o „uplatnění v kvantových počítačích“ lze v poslední době narážet docela často i tam, kde to s výzkumem na pohled moc nesouvisí. Možná se z toho stává podobná mantra jako „ekologické aplikace“?
