محققان دانشگاه مک‌کوآری با همکاری دانشمندان دانشگاه اشتوتگارت و دانشگاه اولم با استفاده از یک نقص ساختاری معمول در الماس که به‌نام مرکز خالی نیتروژن (NV) نامیده می‌شود، یک حسگر جدید تولید کرده‌اند تا با استفاده از آن بتوانند قابلیت‌های کاربردی الماس در ابزارهای کوانتومی نسل بعدی را مورد بررسی قرار دهند.

این حسگرها می‌توانند میدان‌های مغناطیسی و الکتریکی را در مقیاس نانو اندازه گرفته و در تولید ابزارهای اطلاعات کوانتومی و حسگرهای الکتریکی و مغناطیسی در آینده نقش مهمی ایفا کنند.

پروفسور جیسون توآملی می‌گوید: «مرکز NV یک سامانه مطلوب برای محاسبات کوانتومی و روش‌های اندازه‌گیری مورد نظر ما به‌شمار می‌رود».

الماس که به داشتن دوام و استحکام ساختاری بالا معروف است، در سالیان اخیر کاربردهای مختلفی در صنایع پیشرفته مکانیکی پیدا کرده است. دانشمندان به‌تازگی مشغول بررسی ویژگی‌های دیگر الماس هستند تا شاید بتوانند از این ماده در نسل بعدی ابزارهای کوانتومی استفاده کنند.

مدتی است که امکان استفاده از فضای خالی نیتروژن در الماس برای دانشمندان شناخته شده است، اما این برای اولین بار است که گروهی از محققان توانسته‌اند با استفاده از اسپین یک الکترون منفرد در مرکز NV پیشرفت قابل ملاحظه‌ای در حساسیت و محدوده دینامیکی حسگرها ایجاد کنند. اصول تئوری مربوط به این بحث توسط رسا سعید، دانشجوی تحصیلات تکمیلی دانشگاه مک‌موآری توسعه یافته و سپس آزمایش‌های تجربی این کار توسط محققان دانشگاه اشتوتگارت و اولم در آلمان انجام شد. جرالد والدهر، دانشجوی دکترای دانشگاه اشتوتگارت کار اصلی را در این زمینه انجام داده است.

توآملی می‌گوید: «ما دقت حسگری میدان مغناطیسی را بهبود داده‌ایم. این قابلیت در تحقیقات مربوط به مهندسی کوانتومی و روش‌های اندازه‌گیری در آینده اهمیت بالایی خواهد داشت».

جزئیات این کار در مجله Nature Nanotechnology منتشر شده است.