Çığır açan bir başarıyla, Cambridge Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, hekzagonal bor nitrürden (hBN) yapılmış bir kuantum sensörünü tanıttılar. Bu yenilikçi sensör, manyetik alan algılamasında nanoskala düzeyinde devrim yaratmayı vaat ediyor ve benzeri görülmemiş görüntüleme yeteneklerinin kapılarını açıyor. Nature Communications'da yayınlanan keşif, kuantum teknolojisinde önemli bir sıçramayı temsil ediyor.
hBN tabanlı sensör, manyetik alanları nanoskala düzeyinde birden fazla yönde tespit edebilir ve önceki elmas tabanlı sensörlere göre daha geniş bir dinamik aralık sunar. Çalışmanın ortak ilk yazarı Dr. Carmem Gilardoni, "Kuantum sensörleri, çeşitli niceliklerin nanoskala varyasyonlarını tespit etmemizi sağlar" dedi. "Bu çalışma, sadece nanoskala uygulamalarla uyumlu olmakla kalmayıp aynı zamanda yeni özgürlük dereceleri de sunan bir malzeme olan hBN'yi kullanarak bu yeteneği bir üst seviyeye taşıyor."
Tek bir eksen boyunca manyetik alanları tespit etmede sınırlamaları olan elmas tabanlı sensörlerin aksine, hBN sensörü bu zorlukların üstesinden geliyor. Araştırmacılar, sensörün geniş dinamik aralığının ve vektörel manyetik alanları tespit etme yeteneğinin, hBN kusurlarının düşük simetrisinden ve bunların uygun uyarılmış durum optik özelliklerinden kaynaklandığını buldular. Bu gelişme, manyetik fenomenlerin ve nanomateryallerin daha derinlemesine anlaşılmasına yol açabilir.
Grafene benzer iki boyutlu bir malzeme olan hBN, kuantum algılama uygulamaları için idealdir. Atom ölçeğindeki kusurları görünür ışığı emer ve yayar, bu da onu yerel manyetik koşullara duyarlı hale getirir. Ekip, sensörün manyetik alanlara tepkisini incelemek için optik olarak tespit edilen manyetik rezonansı (ODMR) kullandı. Bu teknik, manyetik fenomenlerin ve nanomateryallerin daha önce imkansız olan şekillerde görüntülenmesini sağlar.
Araştırmaya ortak liderlik eden Prof. Hannah Stern, "Bu sensör, manyetik fenomenleri yeni malzeme sistemlerinde veya daha önce yapılandan daha yüksek uzaysal çözünürlükte incelemenin kapısını açabilir" dedi. hBN'nin atomik olarak ince doğası, aynı zamanda manyetik alanların atom ölçeğinde uzaysal haritalaması için heyecan verici olanaklar açarak, çeşitli alanlarda çığır açan keşiflerin önünü açıyor.