Reklama

Mikroskop kwantowy, czyli jak wznieść obserwacje na jeszcze wyższy poziom

Prototypowa wersja mikroskopu kwantowego zaprojektowana przez australijskich naukowców może doprowadzić do naprawdę szczegółowych obserwacji. Urządzenie to miałoby posłużyć nawet do badania urządzeń o grubości atomu.

Poza taką dwuwymiarową elektroniką w grę wchodzi też prowadzenie badań poświęconych cząsteczkom wykorzystywanym na przykład w medycynie. Mikroskopy kwantowe korzystają z czujników kwantowych do mapowania magnetycznych, elektrycznych czy termicznych cech próbek w mikroskalach.

Czytaj też: Kwantowa rewolucja. Utrzymywane w ruchu kubity zachowywały dane przez rekordowy czas

Wychodząc z takiego założenia Alexander Healey i jego współpracownicy z Uniwersytetu w Melbourne stworzyli prototypową wersję opartą na płatkach heksagonalnego azotku boru. Ten jest stosunkowo powszchnie stosowany jako materiał izolacyjny w cienkiej elektronice 2D. O szczegółach całego przedsięwzięcia czytamy w Nature Physics.

Powstały mikroskop umieszcza na próbkach heksagonalne płatki azotku boru o grubości od 10 do 100 nanometrów. W niektórych miejscach mają one braki atomów boru, a kiedy zostaną podświetlone z użyciem lasera, fluoryzują światłem bliskim podczerwieni. Zakłócenia magnetyczne, elektryczne, termiczne i inne mogą zmienić tę reakcję, a defekty służą wtedy za czujniki.

Mapowanie temperatury i właściwości magnetycznych w tym samym czasie w działającym urządzeniu spintronicznym byłoby przydatne, ponieważ moglibyśmy zobaczyć, które części urządzenia nagrzewają się bardziej i jak to lokalnie wpływa na właściwości magnetyczne, co znacznie pomogłoby w zrozumieniu ogólnej wydajności urządzenia.

wyjaśnia Healey

Czytaj też: Naukowcy odkrywają mechanizmy naprawy DNA. Pomocna zaawansowana mikroskopia elektronowa

Jak dodają autorzy badań, mikroskopia kwantowa z heksagonalnego azotku boru, podobnie jak w przypadku diamentu, może działać w bardzo zróżnicowanych warunkach. Jeśli chodzi o temperatury, to mówimy zarówno o takich grubo poniżej zera, jak i temperaturze pokojowej. Poza tym w grę wchodzą warunki od próżni do bardzo wysokich ciśnień. Dotychczas stosowane metody były natomiast bardziej ograniczone, ponieważ wymagały na przykład skrajnie niskich temperatur.