Em uma conquista inovadora, pesquisadores da Universidade de Cambridge revelaram um sensor quântico feito de nitreto de boro hexagonal (hBN). Este sensor inovador promete revolucionar a detecção de campos magnéticos na nanoescala, abrindo portas para capacidades de imagem sem precedentes. A descoberta, publicada na Nature Communications, marca um avanço significativo na tecnologia quântica.
O sensor baseado em hBN pode detectar campos magnéticos na nanoescala em múltiplas direções, oferecendo uma faixa dinâmica mais ampla do que os sensores baseados em diamante anteriores. "Sensores quânticos nos permitem detectar variações na nanoescala de várias quantidades", explicou a Dra. Carmem Gilardoni, co-primeira autora do estudo. "Este trabalho leva essa capacidade para o próximo nível usando hBN, um material que não é apenas compatível com aplicações na nanoescala, mas também oferece novos graus de liberdade."
Ao contrário dos sensores baseados em diamante, que têm limitações na detecção de campos magnéticos ao longo de um único eixo, o sensor hBN supera esses desafios. Os pesquisadores descobriram que a ampla faixa dinâmica do sensor e sua capacidade de detectar campos magnéticos vetoriais decorrem da baixa simetria dos defeitos hBN e de suas propriedades ópticas favoráveis no estado excitado. Este avanço pode levar a uma compreensão mais profunda dos fenômenos magnéticos e nanomateriais.
hBN, um material bidimensional semelhante ao grafeno, é ideal para aplicações de detecção quântica. Seus defeitos em escala atômica absorvem e emitem luz visível, tornando-o sensível às condições magnéticas locais. A equipe usou ressonância magnética detectada opticamente (ODMR) para estudar a resposta do sensor a campos magnéticos. Essa técnica permite a imagem de fenômenos magnéticos e nanomateriais de maneiras antes impossíveis.
"Este sensor pode abrir a porta para o estudo de fenômenos magnéticos em novos sistemas de materiais, ou com maior resolução espacial do que foi feito antes", disse a Prof.ª Hannah Stern, que co-liderou a pesquisa. A natureza atomicamente fina do hBN também abre possibilidades interessantes para o mapeamento espacial em escala atômica de campos magnéticos, abrindo caminho para descobertas inovadoras em vários campos.