Получены кристаллы сверхчистого синтетического алмаза для квантовой сенсорики
Ученые Центра радиофотоники и СВЧ технологий НИЯУ МИФИ получили и исследовали кристаллы сверхчистого синтетического алмаза, искусственно обогащенные углеродом-13. Это один из изотопов углерода, ядро атома которого содержит шесть протонов и семь нейтронов. Изотоп сравнительно редкий — на него приходится примерно 1,1 процент всего природного углерода на Земле. В ходе проведенного исследования были получены кристаллы алмазов, покрытые эпитаксиальными (наращенными) слоями, полностью состоящими из углерода-13.
Задачей ученых было изучение взаимодействий атомов углерода-13 с азотно-вакансионными центрами. Так называют особый дефект, который встречается в алмазах. Вообще говоря, алмаз — это чистый углерод, однако даже в монокристаллах алмазов могут встречаются точенные дефекты, когда один атом углерода замещается атомом азота, а в соседнем узле кристаллической решетке одного атома углерода просто не хватает — вместо него имеется «вакансия». Вот такое сочетание атома азота с «вакансией» в кристаллической решетке алмаза и называется азотно-вакансионным центром или NV-центром.
Важнейшая особенность NV-центра заключается в том, что его флюоресценция меняется в зависимости от малейшего изменения действующих на него физических полей, причем этот эффект наблюдается даже при комнатной температуре. Специалисты считают, что азотно-вакансионные центры в алмазах использованы в качестве сенсоров для измерения слабых магнитных полей, а также температуры с высоким (нанометровым) пространственным разрешением. Теоретически существует возможность с их помощью детектировать одиночные электронные и даже ядерные спины на нанометровых расстояниях. В перспективе это может привести к созданию нового направления сенсорики на основе ядерного магнитного резонанса — спектроскопии наноразмерных образцов.
В ходе проведенных в НИЯУ МИФИ исследований были изучены особенности флуоресценции ансамблей, состоящие из атомов углерода-13 и одиночных NV-центров в экспериментальных образцах. На основе выполненных исследований предложен метод векторной магнитометрии, реализуемой с помощью одиночной спиновой системы, включающей один атом изотопа углерода и один азотно-вакансионный центр, прием атом углерода-13 расположен в третьей координационной сфере относительно азотно-вакансионного дефекта (условно говоря — над ним).
В данной систем, благодаря сверхтонкому взаимодействию электронного и ядерного спинов, имеет место зависимость энергетических уровней комплекса от азимутального угла, регистрация которой позволяет осуществлять полную векторную магнитометрию.
Полученные результаты могут быть в ближайшем времени использованы для построения прототипов сенсоров магнитного поля сверхвысокого разрешения. Подобные сенсоры будут обладать чувствительностью на уроне 1 нТл/Гц1/2 при пространственном разрешении ~ 10 нм и <1 пТл/Гц1/2 при пространственном разрешении около 10 мкм. Исключительно важным является то обстоятельство, что такие измерения можно проводить при комнатных температурах. В частности, на основе полученных результатов в рамках программы развития отечественного научного приборостроения планируется разработка измерительного комплекса для сканирующей квантовой магнитометрии.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Большой взрыв мог быть не началом Вселенной, а моментом рождения самой гравитации в привычном нам виде. Новая модель предлагает иную, квантовую форму гравитации, которая могла запустить инфляцию и избавить космологию от проблемы сингулярности, где законы физики перестают работать.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
Вода из другой звездной системы оказалась не похожа на земную: в составе третьего межзвездного объекта нашли рекордное содержание дейтерия — тяжелого изотопа водорода. Этот химический след указывает на необычные условия формирования системы, где возникла комета, и меняет представления о сценариях рождения далеких планетных систем.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
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