Fysikernes studie snakker om fargesentre i diamanter - punktdefekter i gjennomsiktige dielektrikum
Nitrogen ledige fargesentre dannesurenheter av nitrogen, som er ved siden av det fraværende karbonet i diamanten. Sensoren bruker optisk polarisering og kjernefysisk avlesning, samt en to-kvante radiofrekvens pulsprotokoll for å spore kjernefysisk spinnpresesjon av nitrogen-14.
Husk at rotasjonssensorer eller gyroskoperofte brukt til navigasjon, inkludert i biler. I kommersielle termer brukes mekaniske gyroskop og mikroelektromekaniske systemer aktivt i dag, nye metoder inkluderer også kjernemagnetisk resonans (NMR) gyroskop. Disse sensorene har potensial til å overgå kommersielle enheter i løpet av det neste tiåret på grunn av deres nøyaktighet, pålitelighet og miniatyrisering.
Kjernefysiske spinngyroskoper er basert på sentrenitrogenfrie farger (NV) i diamant og er analoge med dampbaserte NMR-enheter som er i stand til å operere i et bredere spekter av miljøforhold. Diamantsensoren kan fungere som en multisensor, rapporterer magnetfelt, temperatur og belastning, samtidig som den fungerer som en frekvensreferanse. Yarmola og kolleger viste hvordan et diamant-NMR-gyroskop direkte gir informasjon om kjernefysiske spinntilstander uten å kreve nøyaktig kunnskap om frekvensene til spinnoverganger som er påvirket av miljøet. I fremtiden, takket være forbedringer, har teamet av forskere til hensikt å lage en slik enhet som praktisk talt kan brukes til navigasjon.
I det eksperimentelle oppsettet installerte teamet en diamantsensor, en grønn diodelaser, en fotodetektor, samt alle optiske komponenter, på en roterende plattform som kan justeres av et spesialisert system.Diamanten støttet en 400 μm tykk monokrystallinsk wafer med en konsentrasjon på 4 ppm nitrogen ledige stillinger.
Forskere har skapt et partisk magnetfelt medved å bruke to temperaturkompenserte samarium-koboltringmagneter, og en asfærisk kondensatorlinse ble brukt til å belyse en 50 μm diamant med 80 mW grønt laserlys for å samle fluorescensen til ledige nitrogenplasser. Forskerne spektralfiltrerte fluorescensen ved hjelp av et båndpassfilter og fokuserte den på en av kanalene til en balansert fotodetektor. Deretter ble radiofrekvenspulser påført for å kontrollere kjernefysiske spinn ved å bruke en kobbertråd med en diameter på 160 μm, plassert på overflaten av diamanten nær det optiske fokuset. For å forhindre støy fra omgivelsesmagnetisk felt, plasserte teamet riggen, inkludert diamanter og magneter, inne i magnetiske skjold av lavkarbonstål.
Les mer:
Et enormt «svart hull» ble funnet midt i Stillehavet. Nettverket lurer på hva det er
Store reserver av organisk materiale ble igjen oppdaget på Mars. Forskere leter etter spor av liv
Dykkere har funnet skattene til den legendariske «Gulløya». Artefakter koster millioner av dollar