Группа физиков из Кембриджского университета сделала прорыв в квантовом зондировании, используя спиновые дефекты в гексагональном нитриде бора (hBN) как датчики для обнаружения векторных магнитных полей на наноуровне при комнатной температуре. Результаты, опубликованные в Nature Communications, открывают новые горизонты для квантовых технологий.
Доктор Кармем Гилардони отметил, что квантовые датчики позволяют визуализировать наноразмерные изменения, такие как токи и намагниченность, что приводит к новым открытиям. В отличие от традиционных датчиков на основе дефектов «вакансия азота» (NV) в алмазе, которые имеют ограничения, датчик hBN не имеет этих недостатков и обладает большим динамическим диапазоном.
Команда изучила реакцию флуоресценции дефекта hBN на изменения магнитного поля с помощью оптического магнитного резонанса (ODMR). Это исследование показало, как низкая симметрия и случайные оптические скорости способствуют созданию универсального датчика магнитного поля. Профессор Ханна Стерн подчеркнула, что двумерная природа hBN открывает новые возможности для пространственного картирования магнитных полей на атомном уровне.
Художественное изображение гексагональных слоёв нитрида бора, содержащих спин, обозначенный красной стрелкой, который можно использовать для обнаружения магнитных полей. Автор: Кармем М. Джилардони / Симона Эйсагирре Баркер / Кавендишская лаборатория.
Дополнительная информация: Carmem M. Gilardoni et al, A single spin in hexagonal boron nitride for vectorial quantum magnetometry, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-59642-0
Источник: https://phys.org/news/2025-05-2d-quantum-sensor-defects-precise.html