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Sensor de campo magnético de diamante

19.07.2022

Un equipo de investigadores dirigido por el Instituto Fraunhofer de Física Aplicada del Estado Sólido ha desarrollado un sensor de diamante basado en láser. La tecnología utiliza defectos cuánticos en el diamante (centros NV) para detectar el campo magnético.

El centro NV o la vacante sustituida con nitrógeno es uno de los muchos defectos puntuales en el diamante. Se forma cuando se altera la estructura de la red cristalina del mineral. Cuando se elimina un átomo de carbono de un sitio de red, la vacante resultante en este lugar se asocia con un átomo de nitrógeno. Los investigadores explican que la cantidad de luz que proviene del centro NV varía según la fuerza del campo magnético. Los científicos ya utilizan este efecto, pero en las instalaciones existentes, la mayor parte de esta radiación se pierde.

"Nuestro gran avance fue la creación de un láser para defectos. Al recolectar toda la luz, y no solo una pequeña cantidad, podemos detectar el campo magnético con una precisión 10 veces mayor con nuestro sensor en comparación con las mejores prácticas actuales", dice Andrew Greentry. , profesor del Royal Melbourne Institute of Technology Institute y uno de los autores del estudio.

El láser de bomba (532 nm) y el láser semilla (710 nm) se combinan con un espejo dicroico (DM) y se enfocan por separado en el resonador. El láser verde está bloqueado por filtros de muesca de 532 nm (NF). Los sensores capturan la luz pasada (det1), la luz reflejada (det2) y la fotoluminiscencia (det3).

La nueva tecnología ayudará a mejorar los métodos para medir el campo magnético para mapear la actividad cerebral e identificar trastornos. Los dispositivos de magnetoencefalografía modernos son muy sensibles, pero también voluminosos, costosos de instalar y requieren operación a temperaturas ultrabajas con helio líquido.

Usando un sensor láser de diamante, es posible crear dispositivos compactos que funcionarán a temperatura ambiente.

La tecnología disponible ayudará en la detección temprana de la enfermedad de Alzheimer, la epilepsia y otros trastornos cerebrales. Además, el dispositivo puede ser útil en la industria minera. Por ejemplo, la detección de alta precisión de campos magnéticos ayudará a explorar depósitos minerales.

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