Существенно повысить точность магнитных измерений позволяет магнитометрия на основе NV-центров в алмазе.
При создании центра в алмаз добавляют примесь азота, выбивая углерод, рядом образуется вакансия. Если ее займет электрон, получится NV⁻ – центр
Как работает квантовая система?
🎯Свет от зеленого лазера возбуждает переход центра в возбужденное нестабильное состояние. Система стремится вернуться в основное состояние. В случае, когда проекция спина на ось квантования [соединяет атом азота и соседнюю вакансию] mₛ = 0, возникает красная флуоресценция.
🎯Проекцию спина на ось можно менять с помощью микроволнового излучения
🎯Если систему в основном состоянии (с mₛ = +/- 1) накачать энергией с помощью лазера, то излишек энергии при возвращении в основное состояние будет передаваться кристаллической решетке, флуоресценции не будет [небольшая вероятность отдачи энергии флуоресценцией сохраняется]
🎯Так, возникают характерные «провалы» на графике зависимости количества фотонов от частоты излучения. В одиночном NV-центре их, как правило, два. Удивительно, что расстояние между «провалами» прямо пропорционально проекции внешнего магнитного поля на ось квантования.
Cвойства NV-центра используют в @nespi_mephi для изучения неоднородных магнитных полей, квантового регистра, определения локальных токов в устройстве, построения пространственных карт температуры и теплопроводности
Подробнее
#все_ответы_в_науке_МИФИ
Материал подготовлен при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий