Objev revolučního senzoru: měření vad materiálu v reálném čase!

Objev revolučního senzoru: měření vad materiálu v reálném čase!

15. října 2025 představili vědci z Humboldtovy univerzity v Berlíně novou metodu pro přesné měření defektů v krystalových mřížkách. Tento vývoj by mohl mít dalekosáhlé důsledky pro technologii materiálů používaných v moderních aplikacích, jako jsou počítačové čipy a kvantové tečky. Identifikace a kontrola nečistot v krystalové mřížce je kritická, protože chybějící atomy v mřížkové struktuře mohou zachytit elektrony a elektrické náboje, což má za následek nežádoucí elektromagnetický šum. Humboldtova univerzita v Berlíně uvádí, že výzkumná skupina „Integrated Quantum Photonics“ společně s „Joint Lab Diamond Nanophotonics“ v Institutu Ferdinanda Brauna pod vedením Prof. Dr. Tima Schrödera vyvinula tuto inovativní technologii.

Problém lokalizace lapačů náboje na stupnici atomové velikosti byl vyřešen nově navrženým senzorem. To využívá defekty v krystalové mřížce, zejména kombinaci dvou volných míst a cizího atomu, známého jako centrum barev. Barevná centra mají schopnost fungovat jako senzory pro efektivní analýzu vlastností materiálů. Nový senzor umožňuje přesnou detekci jednotlivých elektrických nábojů a zaručuje tak sledování v reálném čase, které umožňuje měření v intervalech až miliontiny sekundy.

Aplikace a význam

Výzkum byl nedávno publikován v časopise Nature Communications, což podtrhlo jeho vědecký význam. Specifická citlivost senzoru na elektrická pole otevírá nové možnosti pro materiálové vědce v kvantovém věku. Zavedením barevného středu do umělého diamantu lze barevné změny světla využít k lokalizaci pastí náboje. To by mohlo podpořit významný pokrok ve vývoji a analýze materiálů v pevné fázi.

Technologie byla patentována v Německu i v USA, což je známkou mezinárodního zájmu o tento výzkum. Dr. Gregor Pieplow a Cem Güney Torun sehráli klíčovou roli ve vývoji senzoru, jehož potenciál je zvláště zdůrazněn pro budoucí aplikace v různých technologických oblastech. Práce týmu zdůrazňuje hluboké spojení mezi vědou o materiálech a kvantovou fotonikou a mohla by mít dalekosáhlé důsledky ω pro digitální technologii.

V době, kdy se stále více zaměřuje na účinnost a spolehlivost materiálů, je tento vývoj důležitým krokem vpřed. Přesné umístění defektů v krystalových mřížkách by mohlo pomoci optimalizovat výkon stávajících technologií a vyvinout nové.

Další podrobnosti o tomto průlomovém výzkumu naleznete na adrese science-online.org.