Revolusjonerende sensor oppdaget: sanntidsmåling av materialfeil!

Revolusjonerende sensor oppdaget: sanntidsmåling av materialfeil!

Den 15. oktober 2025 presenterte forskere ved Humboldt-universitetet i Berlin en ny metode for nøyaktig måling av defekter i krystallgitter. Denne utviklingen kan ha vidtrekkende implikasjoner for teknologien til materialer som brukes i moderne applikasjoner som databrikker og kvanteprikker. Å identifisere og kontrollere urenheter i krystallgitteret er kritisk fordi manglende atomer i gitterstrukturen kan fange elektroner og elektriske ladninger, noe som resulterer i uønsket elektromagnetisk støy. Humboldt-universitetet i Berlin rapporterer at forskningsgruppen "Integrated Quantum Photonics" sammen med "Joint Lab Diamond Nanophotonics" ved Ferdinand Braun Institute under ledelse av prof. Dr. Tim Schröder utviklet denne innovative teknologien.

Utfordringen med å lokalisere ladningsfeller på atomstørrelsesskalaen har blitt løst med en nydesignet sensor. Dette utnytter defekter i krystallgitteret, spesielt kombinasjonen av to ledige stillinger og et fremmedatom, kjent som fargesenteret. Fargesentre har muligheten til å fungere som sensorer for å effektivt analysere materialegenskaper. Den nye sensoren muliggjør nøyaktig deteksjon av individuelle elektriske ladninger og garanterer dermed sanntidsovervåking som tillater målinger med intervaller på opptil en milliondels sekund.

Applikasjoner og mening

Forskningen ble nylig publisert i tidsskriftet Nature Communications, og understreker dens vitenskapelige relevans. Sensorens spesifikke følsomhet for elektriske felt åpner for nye muligheter for materialforskere i kvantealderen. Ved å introdusere fargesenteret i en kunstig diamant, kan fargeendringer i lys brukes til å lokalisere ladningsfeller. Dette kan fremme betydelige fremskritt i utvikling og analyse av faststoffmaterialer.

Teknologien er patentert både i Tyskland og USA, et tegn på den internasjonale interessen for denne forskningen. Dr. Gregor Pieplow og Cem Güney Torun spilte en nøkkelrolle i utviklingen av sensoren, hvis potensial er spesielt vektlagt for fremtidige anvendelser innen ulike teknologiske områder. Teamets arbeid fremhever den dype sammenhengen mellom materialvitenskap og kvantefotonikk og kan ha vidtrekkende ω-konsekvenser for digital teknologi.

I en tid hvor fokus i økende grad er på materialers effektivitet og pålitelighet, er denne utviklingen et viktig skritt fremover. Nøyaktig lokalisering av defekter i krystallgitter kan bidra til å optimalisere ytelsen til eksisterende teknologier og utvikle nye.

For mer informasjon om denne banebrytende forskningen, vennligst besøk science-online.org.