极端条件下稳定工作的量子传感器问世
科技日报·2025-09-16 07:11
在装置设计上,钻石依然不可或缺。团队制作了"钻石砧"。它由两块平坦的钻石表面组成,每块宽约 400微米,大致相当于4颗尘埃颗粒的宽度。这两个表面在高压腔中挤压在一起,高压腔能产生超过3万 倍大气压的极端环境。 科技日报北京9月15日电 (记者张佳欣)据最新一期《自然·通讯》杂志报道,美国华盛顿大学领导的研 究团队研制出一种量子传感器,能够在超过大气压3万倍的极端条件下稳定工作,并实现对材料应力和 磁性的高灵敏测量。这是首个在如此高压环境中成功运行的量子传感器,为探索物质在极端状态下的量 子效应开辟了新途径。 此次团队利用中子辐射束从氮化硼薄片中击出硼原子,在晶格中留下空位。这些空位可以立刻捕获电 子。由于量子级相互作用,电子的自旋能量会根据磁性、应力、温度以及附近材料的其他特性而改变。 通过追踪每个电子的自旋,他们能在量子层面深入洞察被研究的材料。 此前,团队曾经基于钻石缺陷开发出量子传感器。但因为钻石是三维结构,很难让传感器紧贴待研究的 材料。相比之下,氮化硼薄片的厚度可以小于100纳米,大约是一根头发丝宽度的千分之一。这种传感 器本质上是嵌在二维材料里的,传感器与被测材料之间的距离不到1纳米,极大提升了信 ...