En un logro innovador, investigadores de la Universidad de Cambridge han presentado un sensor cuántico hecho de nitruro de boro hexagonal (hBN). Este innovador sensor promete revolucionar la detección de campos magnéticos a nanoescala, abriendo las puertas a capacidades de imagen sin precedentes. El descubrimiento, publicado en Nature Communications, marca un avance significativo en la tecnología cuántica.
El sensor basado en hBN puede detectar campos magnéticos a nanoescala en múltiples direcciones, ofreciendo un rango dinámico más amplio que los sensores basados en diamante anteriores. "Los sensores cuánticos nos permiten detectar variaciones a nanoescala de varias cantidades", explicó la Dra. Carmem Gilardoni, co-primera autora del estudio. "Este trabajo lleva esa capacidad al siguiente nivel utilizando hBN, un material que no solo es compatible con aplicaciones a nanoescala, sino que también ofrece nuevos grados de libertad".
A diferencia de los sensores basados en diamante, que tienen limitaciones en la detección de campos magnéticos a lo largo de un solo eje, el sensor hBN supera estos desafíos. Los investigadores encontraron que el amplio rango dinámico del sensor y su capacidad para detectar campos magnéticos vectoriales se derivan de la baja simetría de los defectos de hBN y sus propiedades ópticas favorables en estado excitado. Este avance podría conducir a una comprensión más profunda de los fenómenos magnéticos y los nanomateriales.
hBN, un material bidimensional similar al grafeno, es ideal para aplicaciones de detección cuántica. Sus defectos a escala atómica absorben y emiten luz visible, lo que lo hace sensible a las condiciones magnéticas locales. El equipo utilizó la resonancia magnética detectada ópticamente (ODMR) para estudiar la respuesta del sensor a los campos magnéticos. Esta técnica permite la obtención de imágenes de fenómenos magnéticos y nanomateriales de formas antes imposibles.
"Este sensor podría abrir la puerta al estudio de fenómenos magnéticos en nuevos sistemas de materiales, o con una resolución espacial más alta de lo que se ha hecho antes", dijo la Profesora Hannah Stern, que co-dirigió la investigación. La naturaleza atómicamente delgada de hBN también abre emocionantes posibilidades para el mapeo espacial a escala atómica de campos magnéticos, allanando el camino para descubrimientos innovadores en varios campos.