На сегодняшний день наномасштабная квантовая магнитометрия в условиях окружающей среды возможна только с азотно-замещенной вакансией в алмазной решетке (NV-центр). Несмотря на свою эффективность, эта технология не лишена недостатков. В частности, такой NV-центр представляет собой одноосный датчик с ограниченным динамическим диапазоном обнаружения магнитного поля. Устройство, созданное группой ученых из Кембриджа, не имеет этих ограничений, пишет Science Daily. Это многоосный датчик магнитного поля с большим динамическим диапазоном.

Гексагональный нитрид бора (hBN) — это двумерный материал, похожий на графен, который можно разделить на слои толщины всего в несколько атомов. Дефекты решетки hBN поглощают и излучают видимый свет способом, чувствительным к локальным магнитным условиям, что делает его идеальным кандидатом для устройств квантового зондирования.

Ученые исследовали реакцию на изменения магнитного поля флуоресценции дефекта hBN, использовав метод оптически детектируемого магнитного резонанса. Тщательно отслеживая спиновый отклик и объединяя его с подробным анализом динамики испускания фотонов, команда смогла раскрыть основные оптические скорости системы и их связь с симметрией дефекта, а также то, как эта комбинация приводит к созданию надежного и универсального датчика магнитного поля.

«Этот датчик может открыть путь к изучению магнитных явлений в новых системах материалов или с более высоким пространственным разрешением, чем раньше», — сказала Ханна Стерн, один из руководителей научной группы.

Команда ученых из Германии нашла способ увидеть через микроскоп магнитные сигналы ядерного спина. Квантовые датчики преобразуют эти сигналы в свет, создавая изображение с чрезвычайно высоким разрешением.