Sensoren die zijn ontwikkeld in het kader van het DIADEMS-project en die magnetische velden met een ongekende nauwkeurigheid kunnen meten, zijn op weg naar commercialisering. De technologie heeft al geleid tot de oprichting van vier start-ups.

Het DIADEMS-project heeft een lange weg afgelegd sinds het in 2016 door CORDIS werd gedekt. het consortium wilde kunstmatige diamanten gebruiken om magnetische velden tot op de nanometer te detecteren. Nu voltooid, DIADEMS overtrof alle verwachtingen, en markttoepassingen - samen met een potentieel nieuw project - zijn onderweg.

De sensoren van DIADEMS zijn gebaseerd op "stikstof-vacature" (NV) kleurcentra in ultrazuivere kunstmatige diamanten:een enkel koolstofatoom in een ultrazuivere eenkristaldiamant wordt vervangen door een stikstofatoom, en de aangrenzende leegte van de roosterlocatie creëert een stikstofvacaturecentrum (NV). Dit, beurtelings, maakt de ontwikkeling mogelijk van magnetometers op atomaire schaal met een zeer hoge gevoeligheid voor verschillende toepassingen.

"Een van deze toepassingen is een breedveld magnetische imager voor het bewaken van elektronische circuits. Dit is een nieuw hulpmiddel dat erg handig in gebruik is omdat het werkt bij kamertemperatuur en in atmosferische omgevingscondities, " zegt Thierry Debuisschert, coördinator van DIADEMS voor Thales Research &Technology.

"Andere toepassingen zijn onder meer de experimentele karakterisering van lees-/schrijfkoppen voor harde schijven met hoge dichtheid om hun capaciteit te vergroten; nucleaire magnetische resonantie (NMR) met een hogere gevoeligheid, lagere kosten en een verminderd magnetisch veld in MRI-machines; nieuwe fotonische apparaten die de detectie-efficiëntie van NV-fluorescentie verhogen; een spectrumanalysator voor het GHz-bereik en de karakterisering van domeinen in antiferromagnetische materialen."

Met al dat potentieel, het is geen verrassing dat er in heel Europa nevenprojecten ontstaan. Projectpartner Attocube Systems, bijvoorbeeld, ontwikkelt momenteel een combinatie van een atoomkracht en een confocale microscoop met een enkel NV-centrum als sensor, voor commercieel gebruik. Element 6, een andere projectpartner, heeft zijn portfolio al verrijkt met geavanceerde materialen op basis van NV-centra. “Ook door projectpartners zijn in totaal vier start-ups gelanceerd:NVision, SQUTEC, QNAMI en QZABRE, ’, legt Debuisschert uit.

"Sinds het einde van het project zijn we zeer actief geweest, " voegt hij eraan toe. "We streven naar een hogere bandbreedte, gevoeligheid en resolutie, en we onderzoeken ook nieuwe toepassingen zoals de karakterisering van microgolfantennes of hooggevoelige sensoren op basis van optische diamantresonatoren."

Het consortium heeft ook een nieuw voorstel ingediend voor verdere financiering in het kader van Horizon 2020, die momenteel wordt geëvalueerd. Het doel zou drieledig zijn:het ontwikkelen van geavanceerde toepassingen op basis van magnetische veldmetingen voor elektrische auto's, vroege diagnose van ziekte, biologie, robotica, en draadloos communicatiebeheer. Het zou ook gericht zijn op het creëren van nieuwe detectietoepassingen om de temperatuur in een cel te meten, monitor nieuwe toestanden van materie onder hoge druk en voel elektrische velden met ultieme gevoeligheid. Ten slotte zou het nieuwe meetinstrumenten kunnen creëren om zowel de chemische structuur van afzonderlijke moleculen door NMR voor de farmaceutische industrie als de structuur van spintronica-apparaten op nanoschaal op te helderen.

"Het nieuwe project zou de nodige instrumenten ontwikkelen om deze doelen te bereiken:diamantmateriaal van de hoogste kwaliteit met een ultralaag onzuiverheidsniveau, geavanceerde protocollen om restruis in detectieschema's te overwinnen, en geoptimaliseerde engineering voor geminiaturiseerde en efficiënte apparaten, Debuisschert wijst erop. Hij hoopt dat deze toepassingen zullen ontstaan ​​binnen het tijdsbestek van het FET-vlaggenschip van de EU op kwantumtechnologieën.