Крошечный кристалл измеряет температуру и магнитное поле одновременно ⚡ экспресс
Крошечные светящиеся точки в материале толщиной в атом работают как нанотермометр и магнитометр одновременно: изменение цвета свечения показывает температуру, а реакция на радиоволны — магнитное поле. Это похоже на песчинку, чувствующую тепло и север. Такой двойной датчик откроет новые возможности в электронике и квантовых технологиях.
Крошечный дефект в кристалле нитрида бора ведёт себя как миниатюрная лампочка-индикатор. При освещении он светится, и оттенок этого света зависит от температуры: чем теплее, тем краснее. Одновременно, если облучать дефект микроволнами, его яркость начинает мерцать в такт внешнему магнитному полю. Причина — в спине электрона, квантовом аналоге волчка, меняющем вращение под действием магнетизма. Так один точечный источник независимо сообщает о тепле (через цвет) и магнитном поле (через пульсации). Метод восходит к работам Раби по магнитному резонансу, а современные лазеры, изобретённые при участии Таунса, позволили изучать одиночные дефекты.
Оказалось, такой сенсор настолько мал, что его можно поместить на кончик оптоволокна — получится датчик толщиной с волос, способный заглянуть вглубь работающего микрочипа или внутрь живой клетки. В отличие от аналогичных устройств на основе углерода (алмазов), нитрид бора дёшев и прост в обработке. Технология открывает путь к доступным многофункциональным приборам, где спектроскопия и фотометрия сочетаются с анализом магнетизма.
🎯 Одиночные дефекты в нитриде бора можно закрепить на торце оптоволокна — получается термометр-магнитометр толщиной с человеческий волос.
🎬 Такой датчик — почти трикодер из «Звёздного пути»: крошечное устройство, одновременно измеряющее температуру и магнитное поле.