La pointe d'une aiguille, que l'on promène sur une surface pour en sonder les irrégularités, s'est dotée d'un « nez » ultra-sensible aux champs magnétiques. Des scientifiques ont assemblé sur l'extrémité d'un cantilever — cette fine poutre élastique que l'on trouve dans les microscopes à force atomique — un minuscule circuit supraconducteur qui capte les moindres variations du flux magnétique.
D'abord, sur une plaquette de silicium, ils ont fait croître une structure en fil métallique en forme de pyramide. Ensuite, ils ont déposé du niobium supraconducteur sous un angle, et de fins fils se sont déposés sur les arêtes de la structure. Au sommet, là où ils se rejoignent, ils ont découpé deux ponts étroits à l'aide d'un faisceau d'ions — obtenant ainsi un SQUID : un anneau supraconducteur avec deux points faibles. À travers ces ponts, le courant circule par quanta, et toute variation du champ magnétique modifie ce courant — l'instrument le détecte.
Cette sonde fonctionne même dans un champ magnétique intense — jusqu'à 1 tesla, comme à l'intérieur d'un appareil d'IRM. Et les fils de la structure peuvent servir de bobine locale : on peut y faire passer un courant et modifier le champ magnétique juste sous la pointe. Auparavant, les capteurs supraconducteurs perdaient leur sensibilité dans de tels champs, mais celui-ci tient bon.
La technologie n'est pas artisanale : sur une seule plaquette, on peut placer des centaines de sondes, prêtes pour une production de masse. La pointe d'aiguille, qui autrefois ne faisait que tâter la surface, voit désormais le motif magnétique du matériau.
Le circuit supraconducteur au bout de la sonde est capable de détecter une variation du champ magnétique un milliard de fois plus faible que le champ terrestre.