कैम्ब्रिज के वैज्ञानिकों ने विकसित किया hBN क्वांटम सेंसर, चुंबकीय क्षेत्र का पता लगाने में क्रांति

एक अभूतपूर्व उपलब्धि में, कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने हेक्सागोनल बोरॉन नाइट्राइड (hBN) से बना एक क्वांटम सेंसर का अनावरण किया है। यह अभिनव सेंसर नैनोस्केल पर चुंबकीय क्षेत्र का पता लगाने में क्रांति लाने का वादा करता है, जो अभूतपूर्व इमेजिंग क्षमताओं के द्वार खोलता है। नेचर कम्युनिकेशंस में प्रकाशित यह खोज, क्वांटम प्रौद्योगिकी में एक महत्वपूर्ण छलांग का प्रतीक है।

hBN-आधारित सेंसर कई दिशाओं में नैनोस्केल पर चुंबकीय क्षेत्रों का पता लगा सकता है, जो पिछले डायमंड-आधारित सेंसर की तुलना में व्यापक गतिशील रेंज प्रदान करता है। अध्ययन के सह-प्रथम लेखक डॉ. कार्मम गिलार्डोनी ने समझाया, "क्वांटम सेंसर हमें विभिन्न मात्राओं के नैनोस्केल विविधताओं का पता लगाने की अनुमति देते हैं।" "यह कार्य hBN का उपयोग करके उस क्षमता को अगले स्तर तक ले जाता है, एक ऐसी सामग्री जो न केवल नैनोस्केल अनुप्रयोगों के साथ संगत है, बल्कि नए डिग्री ऑफ़ फ्रीडम भी प्रदान करती है।"

डायमंड-आधारित सेंसर के विपरीत, जिनकी एक ही अक्ष के साथ चुंबकीय क्षेत्रों का पता लगाने में सीमाएँ हैं, hBN सेंसर इन चुनौतियों पर काबू पाता है। शोधकर्ताओं ने पाया कि सेंसर की विस्तृत गतिशील रेंज और वेक्टर चुंबकीय क्षेत्रों का पता लगाने की क्षमता hBN दोषों की कम समरूपता और उनके अनुकूल उत्तेजित-अवस्था के ऑप्टिकल गुणों से उपजी है। यह प्रगति चुंबकीय घटनाओं और नैनोमैटेरियल्स की गहरी समझ पैदा कर सकती है।

hBN, जो ग्रेफीन के समान एक दो-आयामी सामग्री है, क्वांटम सेंसिंग अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है। इसके परमाणु-पैमाने के दोष दृश्य प्रकाश को अवशोषित और उत्सर्जित करते हैं, जिससे यह स्थानीय चुंबकीय स्थितियों के प्रति संवेदनशील हो जाता है। टीम ने चुंबकीय क्षेत्रों के प्रति सेंसर की प्रतिक्रिया का अध्ययन करने के लिए ऑप्टिकली डिटेक्टेड मैग्नेटिक रेजोनेंस (ODMR) का उपयोग किया। यह तकनीक पहले असंभव तरीकों से चुंबकीय घटनाओं और नैनोमैटेरियल्स की इमेजिंग की अनुमति देती है।

प्रोफेसर हन्ना स्टर्न, जिन्होंने शोध का सह-नेतृत्व किया, ने कहा, "यह सेंसर नई सामग्री प्रणालियों में या पहले की तुलना में उच्च स्थानिक रिज़ॉल्यूशन के साथ चुंबकीय घटनाओं का अध्ययन करने का द्वार खोल सकता है।" hBN की परमाणु-पतली प्रकृति भी चुंबकीय क्षेत्रों के परमाणु-पैमाने के स्थानिक मानचित्रण के लिए रोमांचक संभावनाएं खोलती है, जो विभिन्न क्षेत्रों में अभूतपूर्व खोजों का मार्ग प्रशस्त करती है।