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 Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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