У дослідженні фізиків йдеться про колірні центри в алмазах — точкові дефекти в прозорих діелектриках
Центри фарбування вакансій азоту утворенідомішками азоту, що знаходяться поруч із відсутнім вуглецем в алмазі. Датчик використовує оптичну поляризацію та зчитування ядер, а також протокол двоквантового радіочастотного імпульсу для відстеження прецесії ядерних спинів у азоту-14.
Нагадаємо, що датчики обертання або гіроскопизазвичай використовуються для навігації, у тому числі в автомобілях. У комерційному плані сьогодні активно застосовують механічні гіроскопи та мікроелектромеханічні системи, нові методи також включають гіроскопи ядерного магнітного резонансу (ЯМР). Ці датчики можуть перевершити комерційні пристрої протягом наступного десятиліття через свою точність, надійність і мініатюризацію.
Гіроскопи з ядерним спином засновані на центрахфарбування азот-вакансія (NV) в алмазі і є аналогами пристроїв ЯМР на основі пари, здатних працювати в ширшому діапазоні умов навколишнього середовища. Алмазний датчик може функціонувати як мультисенсор, що повідомляє про магнітне поле, температуру і деформацію, одночасно виступаючи в якості еталона частоти. Ярмола з колегами показав, як алмазний ЯМР-гіроскоп безпосередньо надає інформацію про ядерні спінові стани, не вимагаючи точного знання частот спінових переходів, які піддаються впливу навколишнього середовища. Надалі, завдяки покращенням, команда вчених має намір створити такий пристрій, який можна практично застосовувати для навігації.
В експериментальній установці команда встановила алмазний датчик, зелений діодний лазер, фотоприймач, а також всі оптичні компоненти на обертову платформу, що регулюється спеціалізованою системою.Алмаз підтримував монокристалічну пластину товщиною 400 мкм з концентрацією 4 ppm азоту.
Вчені створювали зміщене магнітне поле здопомогою двох самарієво-кобальтових кільцевих магнітів з температурною компенсацією, а також використовували асферичну конденсорну лінзу, щоб висвітлити алмаз діаметром 50 мкм зеленим лазерним світлом потужністю 80 мВт для збирання флуоресценції азотних вакансій. Вчені спектрально відфільтрували флуоресценцію за допомогою смугового фільтра та фокусували його на один із каналів збалансованого фотоприймача. Потім подавали радіочастотні імпульси для управління ядерним спином за допомогою мідного дроту діаметром 160 мкм, поміщеного на поверхню алмазу поруч із оптичним фокусом. Щоб запобігти навколишнім шумам магнітного поля, команда розмістила установку, включаючи алмаз і магніти, всередині магнітних екранів з низьковуглецевої сталі.
Читати далі:
Величезну «чорну дірку» виявили серед Тихого океану. У мережі гадають, що це
На Марсі знову виявили великі запаси органіки. Вчені шукають сліди життя
Дайвери знайшли скарби легендарного "Острова золота". Артефакти коштують мільйони доларів