Avastati revolutsiooniline andur: materjalidefektide mõõtmine reaalajas!

Avastati revolutsiooniline andur: materjalidefektide mõõtmine reaalajas!

15. oktoobril 2025 esitlesid Berliini Humboldti ülikooli teadlased uudset meetodit kristallvõrede defektide täpseks mõõtmiseks. Sellel arengul võib olla kaugeleulatuv mõju tänapäevastes rakendustes, näiteks arvutikiipides ja kvantpunktides, kasutatavate materjalide tehnoloogiale. Kristallvõre lisandite tuvastamine ja kontrollimine on kriitilise tähtsusega, kuna võre struktuuris puuduvad aatomid võivad elektronid ja elektrilaenguid kinni püüda, mille tulemuseks on soovimatu elektromagnetiline müra. Berliini Humboldti ülikool teatab, et "Integreeritud kvantfotoonika" uurimisrühm koos Ferdinand Brauni Instituudi "Joint Lab Diamond Nanophotonics" töörühmaga töötas prof dr Tim Schröderi juhtimisel selle uuendusliku tehnoloogia välja.

Laengulõksude asukoha leidmise väljakutse aatomi suuruse skaalal on lahendatud uue disainiga anduriga. See kasutab ära kristallvõre defekte, eriti kahe vaba koha ja võõraatomi kombinatsiooni, mida nimetatakse värvikeskuseks. Värvikeskustel on võime toimida anduritena, et analüüsida tõhusalt materjali omadusi. Uus andur võimaldab üksikute elektrilaengute täpset tuvastamist ja tagab seega reaalajas jälgimise, mis võimaldab mõõta kuni miljondiksekundi intervalliga.

Rakendused ja tähendus

Uuring avaldati hiljuti ajakirjas Nature Communications, rõhutades selle teaduslikku tähtsust. Anduri spetsiifiline tundlikkus elektriväljade suhtes avab kvantajastul materjaliteadlastele uusi võimalusi. Tehisteemanti värvikeskuse sisseviimisel saab valguse värvimuutusi kasutada laengulõksude lokaliseerimiseks. See võib edendada olulisi edusamme tahkismaterjalide väljatöötamisel ja analüüsimisel.

Tehnoloogia on patenteeritud nii Saksamaal kui ka USA-s, mis on märk rahvusvahelisest huvist selle uurimistöö vastu. Anduri väljatöötamisel mängisid võtmerolli dr Gregor Pieplow ja Cem Güney Torun, kelle potentsiaal on eriti rõhutatud tulevaste rakenduste jaoks erinevates tehnoloogilistes valdkondades. Meeskonna töö toob esile sügava seose materjaliteaduse ja kvantfotoonika vahel ning sellel võib olla digitaaltehnoloogia jaoks kaugeleulatuvad ω tagajärjed.

Ajal, mil üha enam keskendutakse materjalide efektiivsusele ja töökindlusele, on see areng oluline samm edasi. Kristallvõrede defektide täpne tuvastamine võib aidata optimeerida olemasolevate tehnoloogiate toimivust ja arendada uusi.

Selle murrangulise uurimistöö kohta lisateabe saamiseks külastage science-online.org.