Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Механическая деформация сделала алмаз идеальным кубитом
Коллектив ученых из МФТИ и исследовательского института Женгжоу (Харбинский политехнический университет, Китай) построил новый «мост» между теорией и практикой для квантовых технологий на основе алмаза. Их работа показала возможности «деформационной инженерии» для стабилизации цветных центров алмазов. Результаты этого исследования открывают перспективы для разработок квантовых устройств.
Цветные центры алмаза — это точечные дефекты в кристаллической решетке алмаза. Один атом углерода (C) замещен атомом азота (N), а на месте другого соседнего атома углерода находится вакансия (V) — область, в которой отсутствует атом. Эти дефекты называются цветными, потому что благодаря им кристалл приобретает окраску. Существуют два типа состояний NV-центров: не имеющие заряда (NV0) и отрицательно заряженные (NV–). Именно они представляют интерес для квантовых технологий, поскольку обладают спиновыми состояниями — «внутренними вращениями» электрона, которые могут показывать два положения «вверх» и «вниз» и использоваться как квантовый бит. Их возможное положение можно определять оптическими методами и контролировать при комнатной температуре.
Ранние исследования в основном ограничивались изучением настройки резонансов NV–-центров. Коллектив ученых из Китая и России впервые систематически исследовал влияние однонаправленного механического воздействия на все NV-центры, раскрывая механизмы их работы на атомном уровне. Они получили теоретические основы «деформационного инжиниринга», которые могут быть использованы при проектировании новых квантовых сенсоров. Результаты исследования опубликованы в журнале Functional Diamond.
Авторы использовали подход инженерии напряжения — деформации материала для измерения его свойств. Они создали виртуальную модель алмаза с NV-центрами и применили к ней напряжения по трем направлениям кристаллической решетки. После этого они проанализировали влияние приложенного воздействия на распределение энергетических уровней алмаза, длину связей и электронные свойства. Применение деформации вдоль двух кристаллографических направлений (основные оси кристаллической структуры) показало различные изменения ширины запрещенной зоны (зазора между энергетическим уровнаями, где нет электронов), делая материал лучшим проводником или меняя область поглощения. Также она повлияла на число энергетических уровней, на которых могут находиться электроны (плотность состояний). Все это характеризует насколько электроны «зафиксированы» в области дефекта, то есть насколько они стабильны. На основе полученных результатов ученые выявили общие закономерности без реальных экспериментов, опираясь на программный пакет VASP для симуляций.
«Мы наблюдали изменения в плотности состояний и зонной структуре алмаза, что говорило о возможности контролировать ширину запрещенной зоны алмаза, зарядовые состояния и стабильность одного из NV-состояний центра окраски. Последнее было наиболее неожиданным для нас», — поделился Михаил Шестаков, доцент Центра образовательных программ Физтех-школы аэрокосмических технологий МФТИ.
Ключевым результатом исследования стало то, что «деформационная инженерия» может помочь стабилизировать NV–-состояния центров в алмазе. Именно такие центры в условиях сильных деформаций более стабильны, чем NV0-состояния, по двум кристаллографическим направлениям. Это делает NV–-центры термодинамически предпочтительнее уже при деформации свыше двух процентов.
Кроме того, предложенный метод выявил анизотропию при механическом воздействий на цветные центры в алмазе. Это значит, что деформация по одной кристаллической оси может вызвать сужение запрещенной зоны в два раза, делая его более проводящим. А по другой оси — материал практически «игнорирует» приложенное на него воздействие.
«Наши исследования могут быть полезны при создании различных квантовых устройств. Например, эффект влияния деформации на ширину запрещенной зоны может быть использован для создания квантовых сенсоров деформации»,— отметил Михаил Шестаков.
Результаты статьи предоставляют новую теоретическую базу для использования инженерии напряжения в управлении свойствами NV-центров в алмазе.
Telegram 
Дзен 
VK В конце 2025 года Национальные академии наук, инженерии и медицины США представили доклад, посвященный будущим пилотируемым миссиям к Марсу. В документе подробно описаны причины, по которым людям стоит отправиться на Красную планету, а также технологии, способные приблизить человечество к первой высадке.
На Красной планете ученые нашли предполагаемую «каменную летопись» древних приливов. Эту запись могла оставить не существующая сегодня сила — гравитация луны, которая когда-то красовалась в марсианском небе и управляла «ритмом» морей.
Акведуки, дороги, бани и города, которые римляне построили на оккупированных территориях, часто воспринимаются историками как символ прогресса. Но археологические раскопки, проведенные учеными из Великобритании, открыли обратную, мрачную сторону этого «развития». Оказалось, римское владычество на несколько поколений подорвало здоровье местного населения, особенно тех, кто жил в административных центрах. Исследователи увидели эту печальную картину в костях наиболее уязвимых групп населения — женщин и детей, которые первыми реагируют на ухудшение условий жизни.
В конце 2025 года Национальные академии наук, инженерии и медицины США представили доклад, посвященный будущим пилотируемым миссиям к Марсу. В документе подробно описаны причины, по которым людям стоит отправиться на Красную планету, а также технологии, способные приблизить человечество к первой высадке.
Развитие новых видов транспорта всегда упирается в один важный вопрос — безопасность. Любая перспективная технология должна не только работать эффективнее прежней, но и снижать потенциальный уровень риска для людей, инфраструктуры и окружающей среды.
У побережья Канады морские биологи стали свидетелями необычного случая. Косатки и дельфины объединили свои силы, чтобы вместе охотиться на тихоокеанского лосося. Они погружались в темные глубины, а после удачной охоты делились пищей. Это первое задокументированное охотничье сотрудничество между двумя видами морских млекопитающих.
С 2010-х в «Роскосмосе» говорили: будущая РОС сможет пролетать над полюсом, что даст ей возможности для новых научных экспериментов. Но вскоре после того, как в ноябре 2025 года Россия временно лишилась возможности запускать людей в космос, эта позиция изменилась. В результате запускать космонавтов с космодромов нашей страны станет довольно сложно.
Позавчера, 27 ноября 2025 года, при запуске космонавтов к МКС на стартовую площадку № 31 упала кабина обслуживания стартового комплекса. Это означает, что новые пуски оттуда до починки невозможны. К сожалению, в 2010-х годах, в рамках «оптимизации» расходов, резервную площадку (с которой летал Юрий Гагарин) упразднили. Поэтому случилось беспрецедентное: в XXI веке страна с пилотируемой космической программой осталась без средств запуска людей на орбиту. Пока ремонт не закончится, проблема сохранится. Чем это может грозить?
Японские биологи повторили античную технологию производства вина из изюма, чтобы выяснить механизм его брожения. Исследователи показали, что сушеный виноград, в отличие от свежего, накапливает на поверхности дикие дрожжи и способен превращать воду в алкоголь без внесения дополнительных заквасок.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно