(PhysOrg.com) -- Om het toekomstige potentieel van diamanten in kwantumapparaten te onderzoeken, onderzoekers van Macquarie University hebben samengewerkt met de Universiteit van Stuttgart en de Universiteit van Ulm in Duitsland om nieuwe sensoren te ontwikkelen op basis van het veelvoorkomende defect in de diamantstructuur die bekend staat als het stikstof-vacature (NV) centrum.

Deze sensoren meten zwakke magnetische en elektrische velden op nanoschaal en zullen belangrijk worden in de toekomstige ontwikkeling van kwantuminformatie-apparaten en elektrische en magnetische sensoren.

“Het NV-centrum is een gunstig systeem voor kwantumengineering en meettechnieken die we hopen te exploiteren, ', zegt professor Jason Twamley.

Bekend om hun duurzaamheid en structurele sterkte, diamanten zijn door de jaren heen in verschillende moderne mechanische industrieën gebruikt. Wetenschappers beginnen nu pas enkele eigenschappen in diamanten te onderzoeken die nuttig kunnen zijn in de volgende generatie kwantumapparaten.

Het is al enige tijd duidelijk dat stikstofleegstand in diamanten enorme mogelijkheden biedt voor kwantumtechnologieën, maar nu voor het eerst, onderzoekers hebben aanzienlijke vooruitgang kunnen boeken bij het verbeteren van de gevoeligheid en het hoge dynamische bereik van de sensoren met behulp van een enkele elektronenspin in een NV-centrum. Het theoretische protocol is ontwikkeld door Macquarie-afgestudeerde student Ressa Said en vervolgens experimenteel geïmplementeerd door het Duitse team in Stuttgart en Ulm, voornamelijk door promovendus Gerarld Waldherr uit Stuttgart.

“We hebben een verbeterde detectie en nauwkeurigheid van magnetische velden aangetoond. Dit zal nog belangrijker worden voor toekomstig onderzoek naar kwantumengineering en meettechnieken, ' zegt Twamley.

Lees het volledige artikel 'High-dynamic-range magnetometrie met een enkele kernspin in diamant' gepubliceerd door Natuur Nanotechnologie .