In un risultato rivoluzionario, i ricercatori dell'Università di Cambridge hanno svelato un sensore quantistico realizzato in nitruro di boro esagonale (hBN). Questo sensore innovativo promette di rivoluzionare il rilevamento dei campi magnetici su scala nanometrica, aprendo le porte a capacità di imaging senza precedenti. La scoperta, pubblicata su Nature Communications, segna un significativo passo avanti nella tecnologia quantistica.
Il sensore basato su hBN è in grado di rilevare i campi magnetici su scala nanometrica in più direzioni, offrendo un intervallo dinamico più ampio rispetto ai precedenti sensori basati su diamante. "I sensori quantistici ci consentono di rilevare variazioni su scala nanometrica di varie quantità", ha spiegato la dott.ssa Carmem Gilardoni, co-prima autrice dello studio. "Questo lavoro porta tale capacità a un livello superiore utilizzando l'hBN, un materiale che non solo è compatibile con le applicazioni su scala nanometrica, ma offre anche nuovi gradi di libertà."
A differenza dei sensori basati su diamante, che presentano limitazioni nel rilevamento dei campi magnetici lungo un singolo asse, il sensore hBN supera queste sfide. I ricercatori hanno scoperto che l'ampio intervallo dinamico del sensore e la sua capacità di rilevare campi magnetici vettoriali derivano dalla bassa simmetria dei difetti hBN e dalle loro favorevoli proprietà ottiche dello stato eccitato. Questo progresso potrebbe portare a una comprensione più approfondita dei fenomeni magnetici e dei nanomateriali.
L'hBN, un materiale bidimensionale simile al grafene, è ideale per le applicazioni di rilevamento quantistico. I suoi difetti su scala atomica assorbono ed emettono luce visibile, rendendolo sensibile alle condizioni magnetiche locali. Il team ha utilizzato la risonanza magnetica rilevata otticamente (ODMR) per studiare la risposta del sensore ai campi magnetici. Questa tecnica consente di ottenere immagini di fenomeni magnetici e nanomateriali in modi precedentemente impossibili.
"Questo sensore potrebbe aprire la porta allo studio dei fenomeni magnetici in nuovi sistemi di materiali, o con una risoluzione spaziale più elevata di quanto sia stato fatto prima", ha affermato la prof.ssa Hannah Stern, che ha co-diretto la ricerca. La natura atomica sottile dell'hBN apre anche entusiasmanti possibilità per la mappatura spaziale su scala atomica dei campi magnetici, aprendo la strada a scoperte rivoluzionarie in vari campi.