Графен стал основой для создания самого маленького датчика магнитных полей

Сверхпроводящий квантовый интерферометр

Измерения силы и других параметров магнитных полей являются одним из самых важных атрибутов достаточно большого круга научных исследований и экспериментов. И не так давно исследователи из университета Базеля, Швейцария, разработали новое, сверхминиатюрное устройство, способное «чувствовать» даже самые слабые магнитные поля, как поля, возникающие при работе нейронов нервных тканей или поля, индуцируемые процессом биения сердца.

Разработанное учеными устройство относится к классу сверхпроводящих квантовых интерферометров (superconducting quantum interference device, SQUID), его размер составляет всего 10 нанометров, что в тысячу раз меньше толщины человеческого волоса. Основой устройства, которое считается самым маленьким в свое классе на сегодняшний день, являются два слоя графена, разделенные очень тонким слоем нитрида бора. А вся конструкция интерферометра представляет собой «стопку» из шести слоев различных двумерных материалов.

Отметим, что SQUID-устройства давно известны и широко используются людьми. Все они устроены в виде так называемой «квантовой сверхпроводящей петли», контура, по которому циркулируют электроны. Измеряя параметры движения электронов в петле и точку, в которой вся структура перестает быть сверхпроводником, можно вычислить силу воздействующего на все это магнитного поля. Однако, интерферометры, построенные по такой классической схеме, имеют достаточно высокий порог нижнего предела чувствительности, другими словами, минимальной силы магнитного поля, которое они могут зарегистрировать.

SQUID-устройство

Сложная шестислойная структура нового интерферометра, за счет некоторых возникающих там эффектов, позволила обойти некоторые из существующих ограничений, сделав данное устройство способным к регистрации более слабых магнитных полей. Более того, существует возможность управления чувствительностью устройства путем изменения расстояния между слоями графена и регулирования силы тока, протекающего сквозь устройство в целом.

Новый интерферометр может быть изготовлен при помощи существующих технологий, используемых для производства полупроводниковых приборов. И он обладает огромным потенциалом для того, чтобы сделать еще более точными измерения магнитных полей, войдя в состав медицинского, научного и промышленного оборудования. А ученые из Швейцарии продолжают эксперименты с различными типами материалов и наноструктур для того, чтобы получить SQUID меньших размеров и обеспечивающих еще большую точность измерения слабых магнитных полей.

Ключевые слова:
Квантовый, Сверхпроводящий, Интерферометр, SQUID, Графен, Слой, Чувствительность, Точность, Магнитное, Поле, Измерение

Первоисточник

Другие новости по теме:

  • Ученые создали самый маленький датчик магнитного поля, имеющий рекордную чу …
  • Создан новый сверхчувствительный магнитометр, работающий за счет явления ки …
  • Созданы сверхпроводящие транзисторы, не теряющие своей работоспособности в …
  • Исследователи компании IBM превратили микроскоп в измеритель магнитных свой …
  • Напряжения в графеновой пленке позволят создать магнитные поля, более сильн …
  • Share Button

    Материалы по теме:

    Исследователи компании IBM запустили броуновский двигатель, способный приводить в действие наночастицы
    Недавно исследователи из IBM Research провели первую демонстрацию работы реального колебательного броуновского двигателя, способного перемещать наноразмерные частицы вдоль предопределенных путей. Это, в свою очередь, ...
    Деформированный графен демонстрирует невиданную ранее форму магнетизма
    Строение графена, который представляет собой "лист" атомов углерода одноатомной толщины, достаточно простое, однако, этот условно двумерный материал обладает целым рядом уникальных и удивительных свойств. ...
    Машины-монстры: Самый маленький дом, «построенный» специализированной роботизированной системой
    Для того, чтобы продемонстрировать возможности новой роботизированной системы нанопроизводства uRobotex, исследователи из института Femto-ST, Франция, "построили" крошечный домик, который был возведен на торце оптического ...
    Углеродные точки — замена квантовых точек в светоизлучающих технологиях
    Исследователи из корейского Института науки и передовых технологий (Korea Advanced Institute of Science and Technology, KAIST) синтезировали "пакеты" из наночастиц, известных под названием углеродных ...
    Нанопромежуток между металлическими электродами — источник света, яркость которого в 10 тысяч раз больше, чем ожидалось согласно теории
    Нанопромежуток между двумя металлическими электродами, которым придана особая форма, является источником света, яркость которого в 10 000 раз превышает яркость света, который должен там ...
    You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

    Leave a Reply

    Яндекс.Метрика