Fabrication d’une nouvelle génération de détecteur magnétique assisté par laser ultra-sensible

Récemment, l’Institut de technologie du Massachusetts (MIT), les chercheurs ont utilisé des diamants synthétiques défauts dans le développement d’une nouvelle génération de détecteur de champ magnétique ultra-sensible, l’efficacité de près de mille fois les détecteurs de la génération précédente. Cela portera la miniaturisation de l’équipement de recharge de la batterie dans le domaine médical, le matériel d’imagerie, la contrebande de contrôles, même l’exploration géologique. Documents connexes publiés dans “Nature Physics” magazine a publié récemment.

Selon physicien réseaux organisationnels signalés récemment, la structure en treillis diamant pur est entièrement composé d’atomes de carbone et ne pas interagir avec le champ magnétique. Diamant artificiel treillis de l’azote défauts de vides que l’on appelle, est un atome d’azote dans le réseau d’atomes de carbone formant une vacance d’azote, les électrons d’inoccupation peut interagir avec le champ magnétique, le champ magnétique est extrêmement sensible, et seulement un vingtième de la taille d’un pointeur laser puissant. La puce miniature de diamant pour contenir les postes vacants d’un billion d’azote, les postes vacants peuvent être effectués pour chaque détection de champ magnétique. Les scientifiques espèrent créer une base pour magnétomètre portable efficace, la question est de savoir comment réunir tous les tests. Détecter une vacance d’azote à utiliser l’irradiation laser, il absorbe un photon puis émettent de la lumière, l’intensité de la lumière émise, puis transporte des informations sur l’état du champ de l’espace.

Nous avons besoin de cette puce à faire des mesures précises doivent recueillir autant de photons. Premier auteur, étudiant diplômé Hannah Clay Vinson a dit que dans les expériences passées, habituellement l’utilisation directe de l’excitation laser astronomie de la surface de l’azote postes vacants à puce. “Cela ne peut absorber qu’une petite partie de la lumière, la plupart de la lumière à travers le diamant. Et on a augmenté les facettes de diamant, le laser est couplé à l’ensemble de diamant, toute la lumière incidente peut être absorbée et utilisée.”

Les chercheurs ont calculé l’angle du cristal laser incident, le faisceau laser réfléchi par chaque facette, comme billard table de billard, tourne sans relâche à rebondir dans le cristal de chaque côté, jusqu’à ce que tout l’énergie est absorbée complètement. «Grâce à la voie total combiné de plus près à un mètre.” MIT Professeur agrégé Jamieson électricien centres de formation professionnelle et de l’informatique Dirk Colombie-Grund dit, “comme vous mettez un capteur long diamant de 1 mètre attaché à quelques millimètres seulement au sein.” Par conséquent, l’efficacité énergétique des puces laser de  réglage  pour carabines de pompe a atteint près d’un millier de fois dans le passé. «Nous pouvons utiliser la quasi-totalité de la pompe de détection quasi-totalité de la vacance d’azote lumière.”

Lorsqu’un photon frappe un électron dans la vacance de l’azote, il va frapper dans un état d’énergie plus élevée, lorsque l’électron revient à son état d’énergie d’origine, il sera comme les autres la libération de l’énergie supplémentaire comme un photon. Et un champ magnétique va inverser la direction magnétique (ou l’orientation de spin) des électrons, ce qui augmente la différence d’énergie entre deux états d’énergie. Plus le champ magnétique, plus il sera retourner le spin de l’électron, modifier la luminosité de la lumière émettant vacance.

En raison de la géométrie des postes vacants de treillis d’azote, le photon sera réédité en quatre angle de tir. A côté de la décharge de chaque lentille peut recueillir 20% de la lumière émise, les rassembler dans un photo-détecteur, générant une détection suffisamment fiable.