Проучването на физиците говори за цветни центрове в диамант - точкови дефекти в прозрачни диелектрици
Образуват се азотни цветни центровепримеси от азот, които са до отсъстващия въглерод в диаманта. Сензорът използва оптична поляризация и ядрено отчитане, както и двуквантов радиочестотен импулсен протокол за проследяване на прецесията на ядреното въртене на азот-14.
Припомнете си, че сензори за въртене или жироскопиобикновено се използва за навигация, включително в автомобили. В търговски план днес активно се използват механични жироскопи и микроелектромеханични системи, новите методи включват и жироскопи с ядрено-магнитен резонанс (ЯМР). Тези сензори имат потенциала да надминат търговските устройства през следващото десетилетие поради тяхната точност, надеждност и миниатюризация.
Ядрените спинови жироскопи са базирани на центровецветове на азотната ваканция (NV) в диамант и са аналогични на базираните на пара NMR устройства, способни да работят в по-широк диапазон от условия на околната среда. Диамантеният сензор може да функционира като мултисензор, отчитащ магнитно поле, температура и напрежение, като в същото време служи като еталон за честота. Ярмола и колегите му показаха как диамантеният ЯМР жироскоп директно предоставя информация за ядрените спинови състояния, без да изисква точно познаване на честотите на спиновите преходи, които са повлияни от околната среда. В бъдеще, благодарение на подобренията, екипът от учени възнамерява да създаде такова устройство, което на практика да се използва за навигация.
В експерименталната настройка екипът инсталирадиамантен сензор, зелен диоден лазер, фотодетектор, както и всички оптични компоненти, върху въртяща се платформа, регулируема чрез специализирана система. Диамантът поддържа монокристална пластина с дебелина 400 µm с концентрация на празно азотно пространство от 4 ppm.
Учените са създали пристрастно магнитно поле сизползвайки два температурно компенсирани самариево-кобалтови пръстеновидни магнита и асферична кондензаторна леща беше използвана за осветяване на 50 μm диамант с 80 mW зелена лазерна светлина за събиране на флуоресценцията на азотни свободни места. Учените спектрално филтрират флуоресценцията с помощта на лентов филтър и я фокусират върху един от каналите на балансиран фотодетектор. След това бяха приложени радиочестотни импулси за контролиране на ядреното въртене с помощта на медна жица с диаметър 160 μm, поставена върху повърхността на диаманта близо до оптичния фокус. За да предотврати шума от околното магнитно поле, екипът постави съоръжението, включително диамант и магнити, вътре в магнитни щитове от нисковъглеродна стомана.
Прочетете още:
Огромна "черна дупка" беше открита в средата на Тихия океан. Мрежата се чуди какво е това
На Марс отново бяха открити големи запаси от органична материя. Учените търсят следи от живот
Водолази откриха съкровищата на легендарния „Остров на златото“. Артефактите струват милиони долари