Atrastas revoliucinis jutiklis: medžiagų defektų matavimas realiuoju laiku!

Atrastas revoliucinis jutiklis: medžiagų defektų matavimas realiuoju laiku!

2025 m. spalio 15 d. Berlyno Humboldto universiteto mokslininkai pristatė naują metodą, leidžiantį tiksliai išmatuoti kristalinių gardelių defektus. Ši plėtra gali turėti didelių pasekmių medžiagų, naudojamų šiuolaikinėse programose, pvz., kompiuterių lustuose ir kvantiniuose taškuose, technologijoms. Krištolinėje gardelėje esančias priemaišas identifikuoti ir kontroliuoti yra labai svarbu, nes gardelės struktūroje trūkstami atomai gali sulaikyti elektronus ir elektros krūvius, dėl kurių atsiranda nepageidaujamas elektromagnetinis triukšmas. Berlyno Humboldto universitetas praneša, kad "Integruotos kvantinės fotonikos" tyrimų grupė kartu su "Joint Lab Diamond Nanophotonics" Ferdinando Brauno institute, vadovaujama prof. dr. Tim Schröder, sukūrė šią naujovišką technologiją.

Naujai suprojektuotu jutikliu buvo išspręstas iššūkis surasti krūvio spąstus atominio dydžio skalėje. Taip išnaudojami kristalinės gardelės defektai, ypač dviejų laisvų vietų ir svetimo atomo, žinomo kaip spalvų centras, derinys. Spalvų centrai turi galimybę veikti kaip jutikliai, kurie efektyviai analizuoja medžiagos savybes. Naujasis jutiklis leidžia tiksliai aptikti atskirus elektros krūvius ir taip garantuoja stebėjimą realiuoju laiku, leidžiantį atlikti matavimus iki milijonosios sekundės dalies intervalais.

Taikymas ir prasmė

Tyrimas neseniai buvo paskelbtas žurnale Nature Communications, pabrėžiant jo mokslinę svarbą. Specifinis jutiklio jautrumas elektriniams laukams atveria naujas galimybes medžiagų mokslininkams kvantiniame amžiuje. Įvedant spalvų centrą į dirbtinį deimantą, šviesos spalvos pokyčiai gali būti naudojami krūvio spąstams lokalizuoti. Tai galėtų paskatinti didelę pažangą kuriant ir analizuojant kietojo kūno medžiagas.

Technologija buvo patentuota tiek Vokietijoje, tiek JAV – tai tarptautinio susidomėjimo šiais tyrimais ženklas. Daktarai Gregor Pieplow ir Cem Güney Torun atliko pagrindinį vaidmenį kuriant jutiklį, kurio potencialas ypač pabrėžiamas ateityje taikant įvairiose technologijų srityse. Komandos darbas pabrėžia gilų medžiagų mokslo ir kvantinės fotonikos ryšį ir gali turėti plataus masto ω pasekmių skaitmeninėms technologijoms.

Šiuo metu, kai vis daugiau dėmesio skiriama medžiagų efektyvumui ir patikimumui, ši plėtra yra svarbus žingsnis į priekį. Tikslus kristalinių gardelių defektų nustatymas galėtų padėti optimizuoti esamų technologijų veikimą ir kurti naujas.

Norėdami gauti daugiau informacijos apie šį novatorišką tyrimą, apsilankykite science-online.org.