19 Apr 2023
Исследователи из России открыли ранее неизвестный тип квантовых дефектов внутри синтетических алмазов, которые можно использовать для создания высокочувствительных датчиков температуры и систем квантовой обработки информации. Об этом во вторник сообщила пресс-служба "Сколтеха".
"Новый класс дефектов, который мы обнаружили, обладает наиболее привлекательными оптическими свойствами по сравнению с другими широко известными дефектами в алмазах. В сочетании с довольно высокой стабильностью и интенсивностью излучения их можно использовать для локальных измерений температуры с повышенной точностью", - сообщил аспирант "Сколтеха" Артур Нелюбов, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
На сегодняшний день ученые создали множество методик, позволяющих выращивать искусственные алмазы, внутри которых присутствуют различного рода "дефекты". Их роль играют атомы других элементов, в том числе азота и кремния, а также пустоты, отсутствующие атомы углерода в кристаллической решетке. Эти дефекты придают алмазам необычные квантовые свойства. Подобные кристаллы, как надеются материаловеды, в скором времени станут основой для многих квантовых приборов и сенсоров.
В частности, при облучении алмаза при помощи луча лазера эти дефекты вырабатывают свечение, свойства которого зависят от температуры окружающей среды. Это позволяет измерять нагрев регионов вокруг алмазных наночастиц с точностью до 0,1 градуса Цельсия, не вмешиваясь при этом в работу биосистем. Недавно российские ученые применили дефектные алмазы для сверхточных замеров температуры внутри митохондрий, "энергостанций" живых клеток.
Нелюбов и его коллеги открыли ранее неизвестную форму точечных дефектов внутри алмазов, которые возникают при изготовлении синтетических драгоценных камней из так называемого адамантана. Так химики называют циклические молекулы из десяти атомов углерода и шестнадцати атомов водорода, в которых углерод расположен таким же образом, как в кристаллической решетке алмаза.
"В кристаллы на этапе синтеза не было преднамеренно внедрено никаких примесей, но, тем не менее, описанные в нашей научной статье дефекты были обнаружены в образцах из трех разных партий чистых микроалмазов. Все алмазы были произведены методом высоких температур и давлений с использованием адамантана в качестве прекурсора", - пояснил Нелюбов.
Как отметил ученый, выявленные дефекты обладают набором из нескольких свойств. Так, вырабатываемое ими свечение обладает примерно в десять раз более узким спектром, чем сияние других типов дефектов в алмазах. Кроме того, ученые обнаружили, что созданные алмазы не только излучают свет в узком диапазоне, но и поглощают его тоже выборочно, причем каждый дефект ведет себя в этом отношении уникальным образом.
Это свойство, по словам Нелюбова, позволяет взаимодействовать и управлять каждым индивидуальным дефектом в толще алмаза, что делает подобные драгоценные камни особенно интересными объектами для создания сверхточных квантовых термометров, способных замерять температуры в разных точках пространства, а также многоканальных систем квантовой обработки данных.
Источник:ТАСС
Источник фото:sb.by
19 декабря 2023 года Международный институт развития научного сотрудничества «МИ ...
14 и 15 ноября в отеле «Националь» в Москве проходит III Международный форум «СМ ...
30 октября 2023 Центр научно-аналитической информации Института востоковедения Р ...
С 18 по 20 октября в Казани пройдет шестой международный «Медиафорум-2023: свобо ...
10-11 октября в Белграде прошла IX Международная встреча интеллектуалов на тему ...
Президент Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Российский политолог, историк, публицист.
Доктор политических наук, профессор МГИМО
Генеральный директор Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Научный руководитель Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Доктор исторических наук.
Профессор
Председатель Попечительского совета Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Доктор исторических наук, профессор, член-корреспондент РАН. Директор Института востоковедения РАН. Член научного совета Российского совета по международным делам.
Заместитель Председателя Попечительского совета Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Доктор исторических наук.
Профессор кафедры стран постсоветского зарубежья РГГУ, профессор факультета глобальных процессов МГУ им. М.В. Ломоносова.