물리학자들의 연구는 다이아몬드의 색 중심, 즉 투명한 유전체의 점 결함에 대해 이야기합니다
질소 결핍 색중심 형성다이아몬드에 없는 탄소 옆에 있는 질소의 불순물. 이 센서는 광학 편광 및 핵 판독은 물론 2양자 무선 주파수 펄스 프로토콜을 사용하여 질소-14의 핵 회전 세차를 추적합니다.
회전 센서 또는 자이로스코프를 기억하십시오.자동차를 포함하여 내비게이션에 일반적으로 사용됩니다. 상업적인 측면에서 오늘날 기계식 자이로스코프와 미세전자기계 시스템이 활발히 사용되며, 새로운 방법에는 핵자기공명(NMR) 자이로스코프도 포함됩니다. 이러한 센서는 정확성, 신뢰성 및 소형화로 인해 향후 10년 동안 상용 장치보다 성능이 뛰어날 가능성이 있습니다.
핵 스핀 자이로스코프는 중심을 기반으로 합니다.다이아몬드의 질소 결손(NV) 색상은 다양한 환경 조건에서 작동할 수 있는 증기 기반 NMR 장치와 유사합니다. 다이아몬드 센서는 다중 센서로 작동하여 자기장, 온도 및 변형률을 보고하는 동시에 주파수 기준 역할을 할 수 있습니다. Yarmola와 동료들은 다이아몬드 NMR 자이로스코프가 환경에 의해 영향을 받는 스핀 전이의 주파수에 대한 정확한 지식 없이도 핵 스핀 상태에 대한 정보를 직접 제공하는 방법을 보여주었습니다. 앞으로 과학자 팀은 개선 덕분에 실제로 탐색에 사용할 수 있는 장치를 만들려고 합니다.
실험 설정에서 팀은 다이아몬드 센서, 녹색 다이오드 레이저, 광검출기 및 모든 광학 구성 요소를 특수 시스템으로 조정할 수 있는 회전 플랫폼에 설치했습니다.다이아몬드는 4ppm 질소 공극 농도의 400μm 두께의 단결정 웨이퍼를 지지했습니다.
과학자들은 편향 자기장을 생성했습니다.2개의 온도 보상된 사마륨-코발트 링 자석을 사용하고 비구면 콘덴서 렌즈를 사용하여 50μm 다이아몬드를 80mW 녹색 레이저 광으로 조명하여 질소 공석의 형광을 수집했습니다. 과학자들은 대역통과 필터를 사용하여 형광을 스펙트럼으로 필터링하고 균형 광검출기의 채널 중 하나에 초점을 맞추었습니다. 그런 다음 광학 초점 근처의 다이아몬드 표면에 배치된 직경 160μm의 구리 와이어를 사용하여 무선 주파수 펄스를 적용하여 핵 스핀을 제어했습니다. 주변 자기장 소음을 방지하기 위해 팀은 다이아몬드와 자석을 포함한 장비를 저탄소강 자기 차폐 내부에 배치했습니다.
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