Los científicos del Instituto Suizo de Nanociencia y el Departamento de Física de la Universidad de Basilea han desarrollado un nuevo método que les ha permitido obtener imágenes de campos magnéticos en la escala nanométrica a temperaturas cercanas al cero absoluto por primera vez.diamantes especiales como sensores cuánticos en un nuevo tipo de microscopio para generar imágenes de campos magnéticos en superconductores con una precisión inigualable. De esta manera, los investigadores pudieron realizar mediciones que permiten nuevos conocimientos en física de estado sólido, según informan Nanotecnología de la naturaleza .
Los investigadores del grupo dirigido por el profesor de Endress Patrick Maletinsky, Georg Maletinsky, han estado realizando investigaciones sobre los llamados centros de vacantes de nitrógeno centros NV en diamantes durante varios años para usarlos como sensores de alta precisión.Los centros NV son defectos naturales en la red cristalina de diamante. Los electrones contenidos en los NV pueden excitarse y manipularse con luz, y reaccionar de manera sensible a los campos eléctricos y magnéticos a los que están expuestos. Es el giro de estos electrones el que cambia según elentorno y eso se puede registrar utilizando varios métodos de medición.
Maletinsky y su equipo han logrado colocar giros NV únicos en las puntas de los microscopios de fuerza atómica para realizar imágenes de campo magnético a nanoescala. Hasta ahora, tales análisis siempre se han realizado a temperatura ambiente. Sin embargo, numerosos campos de aplicación requieren operación a temperaturascerca del cero absoluto. Los materiales superconductores, por ejemplo, solo desarrollan sus propiedades especiales a temperaturas muy bajas alrededor de -200 ° C. Luego conducen corrientes eléctricas sin pérdida y pueden desarrollar propiedades magnéticas exóticas con la formación de los llamados vórtices.
A temperaturas cercanas al cero absoluto por primera vez
En su artículo, los científicos utilizaron con éxito su nuevo microscopio en condiciones criogénicas a temperaturas de aproximadamente 4 Kelvin ~ -269 ° C por primera vez. Pudieron obtener imágenes de campos magnéticos dispersos de vórtices en un superconductor de alta temperaturacon una precisión hasta ahora inigualable.
La resolución espacial resultante de 10 nanómetros es una o dos magnitudes mejor que la obtenida usando métodos alternativos. Esto permite por primera vez un análisis cuantitativo e inequívoco de parámetros importantes del material, como las profundidades de penetración magnética de la sonda superconductora.Una de las características fundamentales de un superconductor.
"Nuestros hallazgos son relevantes no solo para la tecnología de sensores cuánticos y la superconductividad", dice Patrick Maletinsky, comentando en el documento, "a la larga también influirán en la física del estado sólido y, con mejoras adicionales en la sensibilidad,incluso pueden habilitar aplicaciones en biología "
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Materiales proporcionados por Universidad de Basilea . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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