У США розробили нове і безпечне ядерне паливо на основі торію
27 Вересня , 2020
Airbus презентував свої концепти літаків на водні
2 Жовтня , 2020

Графен став основою для створення найменшого сенсора магнітних полів

Вимірювання сили та інших параметрів магнітних полів є одним з найважливіших атрибутів досить великого кола наукових досліджень і експериментів. І нещодавно дослідники з університету Базеля, Швейцарія, розробили новий надмініатюрний пристрій, здатний “відчувати” навіть найслабші магнітні поля, наприклад поля, що виникають при роботі нейронів нервових тканин або поля, індуковані процесом биття серця.
Розроблений вченими пристрій відноситься до класу надпровідних квантових інтерферометрів (superconducting quantum interference device, SQUID), його розмір становить лише 10 нанометрів, що в тисячу разів менше товщини людської волосини. Основою пристрою, який вважається найменшим у своєму класі на сьогоднішній день, є два шари графена, розділені дуже тонким шаром нітриду бору. А вся конструкція інтерферометра являє собою “стос” із шести шарів різних двовимірних матеріалів.
Відзначимо, що SQUID-пристрої давно відомі і широко використовуються людьми. Всі вони влаштовані у вигляді так званої “квантової надпровідної петлі”, контуром, по якому циркулюють електрони. Вимірюючи параметри руху електронів в петлі і точку, в якій вся структура перестає бути надпровідником, можна обчислити силу, що впливає на магнітне поле. Однак, інтерферометри, побудовані за такою класичною схемою, мають досить високий поріг нижньої межі чутливості, іншими словами, мінімальну силу магнітного поля, яке вони можуть зареєструвати.
SQUID
Складна шестишарова структура нового інтерферометра, за рахунок певних ефектів, що там виникають, дозволила обійти деякі з існуючих обмежень, зробивши даний пристрій придатним для реєстрації слабших магнітних полів. Більше того, існує можливість керування чутливістю пристрою шляхом зміни відстані між шарами графена і регулювання сили струму, що протікає крізь пристрій в цілому.
Новий інтерферометр може бути виготовлений за допомогою існуючих технологій, що використовуються для виробництва напівпровідникових приладів. Він має величезний потенціал для того, щоб зробити ще точнішими вимірювання магнітних полів, увійшовши до складу медичного, наукового та промислового обладнання. А вчені зі Швейцарії продовжують експерименти з різними типами матеріалів і наноструктур для того, щоб отримати SQUID менших розмірів і забезпечити ще більшу точність вимірювання слабких магнітних полів.

Джерело

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: