画期的な成果として、ケンブリッジ大学の研究者たちは、六方晶窒化ホウ素（hBN）から作られた量子センサーを発表しました。この革新的なセンサーは、ナノスケールでの磁場検出に革命をもたらし、これまでにないイメージング能力への扉を開くことを約束します。Nature Communicationsに掲載されたこの発見は、量子技術における大きな進歩を示しています。
hBNベースのセンサーは、複数の方向でナノスケールでの磁場を検出し、以前のダイヤモンドベースのセンサーよりも広いダイナミックレンジを提供します。「量子センサーは、さまざまな量のナノスケールでの変動を検出することを可能にします」と、この研究の共著者であるCarmem Gilardoni博士は説明しました。「この研究は、ナノスケールアプリケーションとの互換性だけでなく、新たな自由度も提供する材料であるhBNを使用して、その能力を次のレベルに引き上げます。」
単一軸に沿った磁場検出に制限のあるダイヤモンドベースのセンサーとは異なり、hBNセンサーはこれらの課題を克服します。研究者たちは、センサーの広いダイナミックレンジとベクトル磁場を検出する能力が、hBN欠陥の低い対称性と、それらの好ましい励起状態光学特性に由来することを発見しました。この進歩は、磁気現象とナノ材料のより深い理解につながる可能性があります。
グラフェンに似た二次元材料であるhBNは、量子センシングアプリケーションに最適です。その原子スケールの欠陥は可視光を吸収および放出するため、局所的な磁気条件に敏感です。チームは、光学的検出磁気共鳴（ODMR）を使用して、磁場に対するセンサーの応答を研究しました。この技術により、以前は不可能だった方法で磁気現象とナノ材料をイメージングすることができます。
「このセンサーは、新しい材料システムでの磁気現象の研究、またはこれまでよりも高い空間分解能での研究への扉を開く可能性があります」と、この研究を共同で主導したHannah Stern教授は述べています。hBNの原子的に薄い性質は、磁場の原子スケールでの空間マッピングにもエキサイティングな可能性を開き、さまざまな分野での画期的な発見への道を開きます。