Крошечные датчики магнитного поля на кончике иглы ✎ экспресс

Оригинал: "Nanoscale wireframe SQUID on a cantilever by corner lithography"
arXiv:2601.11331 · 2026-01-16 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Учёные собрали сверхчувствительный магнитный сенсор размером с сотню нанометров прямо на острие зонда.

📄 Показана версия «Просто» — «Подробно» пока не готова. Добавьте ★ в избранное, если хотите её ускорить.

Кончик иглы, которым водят по поверхности, чтобы почувствовать неровности, обзавёлся сверхчувствительным «носом» для магнитных полей. Учёные собрали на острие кантилевера — тонкой упругой балки, как в атомно-силовом микроскопе, — крошечный сверхпроводящий контур, который ловит малейшие колебания магнитного потока.

Сначала на кремниевой пластине вырастили проволочный каркас в форме пирамидки. Затем под углом напылили сверхпроводящий ниобий, и на рёбрах каркаса осели тонкие провода. В вершине, где они сходятся, ионным пучком прорезали две узкие перемычки — получился СКВИД: сверхпроводящее кольцо с двумя слабыми местами. Через них ток течёт квантовыми порциями, и любое изменение магнитного поля меняет этот ток — прибор это чувствует.

Диаметр чувствительной петли — от нескольких микрометров до 100 нанометров. Для сравнения: вирус гриппа примерно 100 нанометров.

Такой зонд работает даже в сильном магнитном поле — до 1 тесла, как внутри аппарата МРТ. А провода каркаса можно использовать как локальную катушку: подать ток и менять магнитное поле прямо под кончиком. Раньше сверхпроводящие сенсоры в таких полях теряли чувствительность, а этот — держит.

Технология не штучная: на одной пластине помещаются сотни зондов, готовых к массовому производству. Кончик иглы, который раньше только щупал поверхность, теперь видит магнитный узор материала.

Сверхпроводящий контур на кончике зонда способен уловить изменение магнитного поля в миллиард раз слабее поля Земли.

Учёные
Wolfgang PauliSatyendra Nath BoseAlbert EinsteinLeo EsakiFelix BlochJohn Bardeen
Понятия
СКВИД нанонить кремниевая пластина квантование потока нитрид ниобия сверхпроводящая проволока нитрид алюминия нанофотонное устройство наноустройство углеродная нанотрубка полупроводниковые кубиты ниобий нитрид кремния сверхпроводимость никелатов сверхпроводимость микрометрового эффекта терморегулирование тонких плёнок сверхпроводящий кубит