Revolutionerende sensor opdaget: realtidsmåling af materialefejl!

Revolutionerende sensor opdaget: realtidsmåling af materialefejl!

Den 15. oktober 2025 præsenterede forskere ved Humboldt University i Berlin en ny metode til præcis måling af defekter i krystalgitre. Denne udvikling kan have vidtrækkende konsekvenser for teknologien af ​​materialer, der anvendes i moderne applikationer, såsom computerchips og kvanteprikker. At identificere og kontrollere urenheder i krystalgitteret er kritisk, fordi manglende atomer i gitterstrukturen kan fange elektroner og elektriske ladninger, hvilket resulterer i uønsket elektromagnetisk støj. Humboldt Universitet i Berlin rapporterer, at forskningsgruppen "Integrated Quantum Photonics" sammen med "Joint Lab Diamond Nanophotonics" på Ferdinand Braun Instituttet under ledelse af prof. Dr. Tim Schröder udviklede denne innovative teknologi.

Udfordringen med at lokalisere ladningsfælder på atomstørrelsesskalaen er blevet løst med en nydesignet sensor. Dette udnytter defekter i krystalgitteret, især kombinationen af ​​to ledige pladser og et fremmed atom, kendt som farvecentret. Farvecentre har evnen til at fungere som sensorer til effektivt at analysere materialeegenskaber. Den nye sensor muliggør præcis detektering af individuelle elektriske ladninger og garanterer dermed realtidsovervågning, der tillader målinger med intervaller på op til en milliontedel af et sekund.

Anvendelser og betydning

Forskningen blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications, hvilket understreger dens videnskabelige relevans. Sensorens specifikke følsomhed over for elektriske felter åbner nye muligheder for materialeforskere i kvantealderen. Ved at indføre farvecentret i en kunstig diamant kan farveændringer i lys bruges til at lokalisere ladningsfælder. Dette kunne fremme betydelige fremskridt inden for udvikling og analyse af faststofmaterialer.

Teknologien er patenteret i både Tyskland og USA, et tegn på den internationale interesse for denne forskning. Dr. Gregor Pieplow og Cem Güney Torun spillede en nøglerolle i udviklingen af ​​sensoren, hvis potentiale er særligt fremhævet til fremtidige anvendelser inden for forskellige teknologiske områder. Holdets arbejde fremhæver den dybe forbindelse mellem materialevidenskab og kvantefotonik og kan have vidtrækkende ω-implikationer for digital teknologi.

I en tid, hvor fokus i stigende grad er på materialers effektivitet og pålidelighed, er denne udvikling et vigtigt skridt fremad. Præcis lokalisering af defekter i krystalgitre kan hjælpe med at optimere ydeevnen af ​​eksisterende teknologier og udvikle nye.

For flere detaljer om denne banebrydende forskning, besøg venligst science-online.org.