Създадоха нанодетектор на изключително слаби магнитни полета от графен

Ивайла Сопотенска Последна промяна на 11 септември 2020 в 10:22 9147 0

Кредит University of Basel, Department of Physics
Структурата на новото SQUID устройство.

Често най-малките научни измервания са най-важни и учени са разработили ново, миниатюрно устройство, което може да открива магнитни полета, дори когато те са изключително слаби. Изобретението е описано в публикация в списание Nano Letters.

Устройството е нов вид свръхпроводимо квантово интерферентно устройство (SQUID) с височина едва 10 нанометра или една хилядна част от дебелината на човешкия косъм. Съставено е от два слоя графен, разделени от много тънък слой борен нитрид, което го прави едно от най-малките SQUID устройства, създавани някога.

Такива устройства се използват в различни области като медицината и геологията. Последният дизайн на SQUID цели да направи тези инструменти още по-полезни за учените, благодарение на способността му да открива много слаби магнитни полета. 

"Нашият нов SQUID се състои от комплексна структура от шест слоя индивидуални двуизмерни материали", обяснява физикът Дейвид Индолейз (David Indolese) от Университета на Базел в Швейцария. "Ако два свръхпроводника се свържат към този сандвич, той се държи като SQUID - което означава, че може да бъде използван да открие изключително слаби магнитни полета".

Традиционните SQUID работят като свръхпроводим пръстен, който има две точки на слабо свързване. Анализирайки пътя на електроните в този пръстен и границата, при която устройството спира да бъде свръхпроводник, може да се измерят магнитни полета. 

Докато тези устройства могат да откриват слаби магнитни полета, размерът на слабата връзка е ограничение. Преминавайки към сандвич модел вместо пръстен, екипът, разработил новия SQUID, успява да открие и по-слаби магнитни полета. 

Едно възможно приложение на устройството, дори и доста техническо, е по-подробното изследване на топологичните изолатори - материали, които действат като изолатори, но по чиято повърхност могат да се движат електрони. 

"С новия SQUID можем да определим дали тези суперпотоци без загуби се дължат на топологичните свойства на материала и оттам да ги разграничим от нетопологичните материали", смята физикът Кристиан Шоненбергер (Christian Schönenberger) от Университета на Базел. 

SQUID са приложими навсякъде, където трябва да се измерват магнитни полета - в следенето на сърдечната или мозъчната активност например или при откриването на разликата в състава на скали. Сега тези измервания може да са още по-точни. 

Това няма да е последната иновация, свързана със SQUID. Учените изпробват различни видове материали и наноструктури, за да направят устройствата все по-малки и все по-точни. 

Междувременно миниатюрният SQUID от настоящото проучване е готов за употреба. Учените успяват да променят чувствителността му, настройвайки разстоянието между двата слоя графен или изменяйки електрическия ток, който тече през него. 

Източник: Science alert - Physicists Used Graphene to Build an Extremely Tiny Magnetic Field Detector

Виж още за:
Най-важното
Всички новини

Още от Животът

Коментари

За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !