Fysikernes undersøgelse taler om farvecentre i diamant - punktdefekter i transparente dielektrika
Nitrogen ledige farvecentre dannesurenheder af nitrogen, som er ved siden af det fraværende kulstof i diamanten. Sensoren bruger optisk polarisering og nuklear udlæsning samt en to-kvante radiofrekvens puls protokol til at spore den nukleare spin præcession af nitrogen-14.
Husk at rotationssensorer eller gyroskoperalmindeligvis brugt til navigation, herunder i biler. I kommerciel henseende bruges mekaniske gyroskoper og mikroelektromekaniske systemer aktivt i dag, nye metoder omfatter også nuklear magnetisk resonans (NMR) gyroskoper. Disse sensorer har potentialet til at overgå kommercielle enheder i løbet af det næste årti på grund af deres nøjagtighed, pålidelighed og miniaturisering.
Nukleare spin gyroskoper er baseret på centrefarver af nitrogenfrihed (NV) i diamant og er analoge med dampbaserede NMR-enheder, der er i stand til at fungere under en bredere vifte af miljøforhold. Diamantsensoren kan fungere som en multisensor, der rapporterer magnetfelt, temperatur og belastning, samtidig med at den fungerer som en frekvensreference. Yarmola og kolleger viste, hvordan et diamant-NMR-gyroskop direkte giver information om nukleare spin-tilstande uden at kræve præcis viden om frekvenserne af spin-overgange, der er påvirket af miljøet. I fremtiden, takket være forbedringer, har holdet af videnskabsmænd til hensigt at skabe en sådan enhed, der praktisk talt kan bruges til navigation.
I forsøgsopstillingen installerede holdetdiamantsensor, grøn diodelaser, fotodetektor, samt alle optiske komponenter, på en roterende platform, justerbar ved hjælp af et specialiseret system. Diamanten understøttede en 400 µm tyk enkeltkrystalwafer med en nitrogen-tomgangskoncentration på 4 ppm.
Forskere har skabt et forskudt magnetfelt medved at bruge to temperaturkompenserede samarium-koboltringmagneter, og en asfærisk kondensatorlinse blev brugt til at belyse en 50 μm diamant med 80 mW grønt laserlys for at opsamle fluorescensen af ledige nitrogenpladser. Forskerne spektralfiltrerede fluorescensen ved hjælp af et båndpasfilter og fokuserede den på en af kanalerne i en afbalanceret fotodetektor. Derefter blev der påført radiofrekvensimpulser for at kontrollere det nukleare spin ved hjælp af en kobbertråd med en diameter på 160 μm, placeret på overfladen af diamanten nær det optiske fokus. For at forhindre omgivende magnetfeltstøj placerede holdet riggen, inklusive diamanter og magneter, inde i magnetiske skjolde af lavt kulstofstål.
Læs mere:
Et kæmpestort "sort hul" blev fundet midt i Stillehavet. Netværket undrer sig over, hvad det er
Store reserver af organisk stof blev igen opdaget på Mars. Forskere leder efter spor af liv
Dykkere har fundet skattene på den legendariske "Island of Gold". Artefakter koster millioner af dollars