Scoperto un sensore rivoluzionario: misurazione in tempo reale dei difetti dei materiali!

Scoperto un sensore rivoluzionario: misurazione in tempo reale dei difetti dei materiali!

Il 15 ottobre 2025, gli scienziati dell’Università Humboldt di Berlino hanno presentato un nuovo metodo per misurare con precisione i difetti nei reticoli cristallini. Questo sviluppo potrebbe avere implicazioni di vasta portata per la tecnologia dei materiali utilizzati nelle applicazioni moderne come i chip dei computer e i punti quantici. Identificare e controllare le impurità nel reticolo cristallino è fondamentale perché gli atomi mancanti nella struttura del reticolo possono intrappolare elettroni e cariche elettriche, provocando rumore elettromagnetico indesiderato. Università Humboldt di Berlino riferisce che il gruppo di ricerca “Integrated Quantum Photonics” insieme al “Joint Lab Diamond Nanophotonics” dell’Istituto Ferdinand Braun sotto la guida del Prof. Dr. Tim Schröder hanno sviluppato questa tecnologia innovativa.

La sfida di localizzare le trappole di carica sulla scala delle dimensioni atomiche è stata affrontata con un sensore di nuova concezione. Questo sfrutta i difetti del reticolo cristallino, in particolare la combinazione di due posti vacanti e un atomo estraneo, noto come centro del colore. I centri colore hanno la capacità di agire come sensori per analizzare in modo efficace le proprietà dei materiali. Il nuovo sensore consente il rilevamento preciso delle singole cariche elettriche e garantisce quindi un monitoraggio in tempo reale che consente misurazioni a intervalli fino a un milionesimo di secondo.

Applicazioni e significato

La ricerca è stata recentemente pubblicata sulla rivista Nature Communications, sottolineandone la rilevanza scientifica. La sensibilità specifica del sensore ai campi elettrici apre nuove possibilità agli scienziati dei materiali nell'era quantistica. Introducendo il centro del colore in un diamante artificiale, i cambiamenti di colore della luce possono essere utilizzati per localizzare le trappole di carica. Ciò potrebbe promuovere progressi significativi nello sviluppo e nell’analisi dei materiali allo stato solido.

La tecnologia è stata brevettata sia in Germania che negli Stati Uniti, segno dell'interesse internazionale per questa ricerca. Il Dr. Gregor Pieplow e Cem Güney Torun hanno svolto un ruolo chiave nello sviluppo del sensore, il cui potenziale è particolarmente sottolineato per le future applicazioni in vari settori tecnologici. Il lavoro del team evidenzia la profonda connessione tra la scienza dei materiali e la fotonica quantistica e potrebbe avere conseguenze ω di vasta portata per la tecnologia digitale.

In un momento in cui l’attenzione è sempre più rivolta all’efficienza e all’affidabilità dei materiali, questo sviluppo rappresenta un importante passo avanti. L’individuazione precisa dei difetti nei reticoli cristallini potrebbe aiutare a ottimizzare le prestazioni delle tecnologie esistenti e a svilupparne di nuove.

Per ulteriori dettagli su questa ricerca innovativa, visitare il sito science-online.org.