Objavený revolučný senzor: meranie chýb materiálu v reálnom čase!

Objavený revolučný senzor: meranie chýb materiálu v reálnom čase!

15. októbra 2025 vedci z Humboldtovej univerzity v Berlíne predstavili novú metódu na presné meranie defektov v kryštálových mriežkach. Tento vývoj by mohol mať ďalekosiahle dôsledky pre technológiu materiálov používaných v moderných aplikáciách, ako sú počítačové čipy a kvantové bodky. Identifikácia a kontrola nečistôt v kryštálovej mriežke je kritická, pretože chýbajúce atómy v štruktúre mriežky môžu zachytávať elektróny a elektrické náboje, čo vedie k nežiaducemu elektromagnetickému šumu. Humboldtova univerzita v Berlíne uvádza, že výskumná skupina „Integrated Quantum Photonics“ spolu s „Joint Lab Diamond Nanophotonics“ v Inštitúte Ferdinanda Brauna pod vedením Prof. Dr. Tima Schrödera vyvinuli túto inovatívnu technológiu.

Výzva lokalizácie zachytávačov náboja na stupnici veľkosti atómov bola riešená novo navrhnutým senzorom. Toto využíva defekty v kryštálovej mriežke, najmä kombináciu dvoch voľných miest a cudzieho atómu, známeho ako centrum farieb. Farebné centrá majú schopnosť pôsobiť ako senzory na efektívnu analýzu vlastností materiálov. Nový senzor umožňuje presnú detekciu jednotlivých elektrických nábojov a tým zaručuje monitorovanie v reálnom čase, ktoré umožňuje meranie v intervaloch až milióntiny sekundy.

Aplikácie a význam

Výskum bol nedávno publikovaný v časopise Nature Communications, čím sa zdôraznil jeho vedecký význam. Špecifická citlivosť senzora na elektrické polia otvára nové možnosti pre materiálových vedcov v kvantovom veku. Zavedením farebného stredu do umelého diamantu možno použiť farebné zmeny svetla na lokalizáciu zachytávačov náboja. To by mohlo podporiť významný pokrok vo vývoji a analýze materiálov v tuhom stave.

Táto technológia bola patentovaná v Nemecku aj v USA, čo je znakom medzinárodného záujmu o tento výskum. Dr. Gregor Pieplow a Cem Güney Torun zohrali kľúčovú úlohu pri vývoji senzora, ktorého potenciál je obzvlášť zdôraznený pre budúce aplikácie v rôznych technologických oblastiach. Práca tímu zdôrazňuje hlboké spojenie medzi vedou o materiáloch a kvantovou fotonikou a mohla by mať ďalekosiahle dôsledky ω pre digitálnu technológiu.

V čase, keď sa dôraz kladie na efektívnosť a spoľahlivosť materiálov, je tento vývoj dôležitým krokom vpred. Presné lokalizovanie defektov v kryštálových mriežkach by mohlo pomôcť optimalizovať výkon existujúcich technológií a vyvinúť nové.

Ďalšie podrobnosti o tomto prelomovom výskume nájdete na stránke science-online.org.