В МИФИ придумали, как создать более чувствительные датчики магнитного поля

Метод измерения магнитного поля на основе NV-центров в алмазе перспективен. В Институте нанотехнологий в микроэлектронике, спинтронике и фотонике НИЯУ МИФИ решили проблему искажений в работе таких сенсоров и повысили их точность.

NV-центр — это дефект кристаллической решётки алмаза, возникающий при удалении атома углерода из узла решётки. Образовавшаяся вакансия связывается с атомом азота.

Свойства NV-центра аналогичны свойствам «замороженного» в решётке алмаза атома. Поэтому его можно использовать для создания сенсоров, например, магнитного поля.

При измерении магнитного поля с помощью NV-центров в алмазе могут возникнуть сложности из-за искажений, вызванных внутрикристаллическим полем. Учёные из НИЯУ МИФИ предложили заменить изотопы азота или использовать углерод вместо азота при создании NV-центра, чтобы решить эту проблему.

Если в NV-центре использовать изотопы ¹⁵N или ¹³С, то гибридные квантовые системы позволят разделить эффекты от внутрикристаллических полей и измеряемого магнитного поля.

Например, исследования показали, что вырождение комплекса ¹⁴NV-¹³C снимается только магнитным полем. Электрическое поле до 150 кВ/см не влияет на зависимость расщепления. Расщепление линейно зависит от магнитного поля в диапазоне 0 – 0,5 Гс. Сохранение вырождения энергетических уровней в электрическом поле может повысить чувствительность магнитометрии.

Иллюстрация: НИЯУ МИФИ

04.10.2024