Открит революционен сензор: измерване в реално време на материални дефекти!

Открит революционен сензор: измерване в реално време на материални дефекти!

На 15 октомври 2025 г. учени от Хумболтовия университет в Берлин представиха нов метод за прецизно измерване на дефекти в кристалните решетки. Това развитие може да има далечни последици за технологията на материалите, използвани в съвременните приложения като компютърни чипове и квантови точки. Идентифицирането и контролирането на примесите в кристалната решетка е критично, тъй като липсващите атоми в структурата на решетката могат да уловят електрони и електрически заряди, което води до нежелан електромагнитен шум. Хумболтов университет в Берлин съобщава, че изследователската група “Integrated Quantum Photonics” заедно с “Joint Lab Diamond Nanophotonics” към Института Фердинанд Браун под ръководството на проф. д-р Тим Шрьодер са разработили тази иновативна технология.

Предизвикателството да се локализират уловителите на заряда по скалата на атомния размер е адресирано с нов проектиран сензор. Това използва дефекти в кристалната решетка, особено комбинацията от две ваканции и чужд атом, известен като цветен център. Цветните центрове имат способността да действат като сензори за ефективен анализ на свойствата на материала. Новият сензор дава възможност за прецизно откриване на отделни електрически заряди и по този начин гарантира наблюдение в реално време, което позволява измервания на интервали до една милионна от секундата.

Приложения и значение

Изследването беше публикувано наскоро в списанието Nature Communications, което подчертава научното му значение. Специфичната чувствителност на сензора към електрическите полета отваря нови възможности за учените по материали в квантовата ера. Чрез въвеждане на цветовия център в изкуствен диамант, промените в цвета на светлината могат да се използват за локализиране на капани за заряд. Това би могло да насърчи значителен напредък в разработването и анализа на материали в твърдо състояние.

Технологията е патентована както в Германия, така и в САЩ, което е знак за международния интерес към това изследване. Д-р Gregor Pieplow и Cem Güney Torun изиграха ключова роля в разработването на сензора, чийто потенциал е особено подчертан за бъдещи приложения в различни технологични области. Работата на екипа подчертава дълбоката връзка между науката за материалите и квантовата фотоника и може да има широкообхватни ω последици за цифровите технологии.

Във време, когато фокусът е все повече върху ефективността и надеждността на материалите, това развитие е важна стъпка напред. Точното локализиране на дефекти в кристалните решетки може да помогне за оптимизиране на работата на съществуващите технологии и разработването на нови.

За повече подробности относно това новаторско изследване, моля, посетете science-online.org.