Получено рекордно высокое разрешение для ямр-установок

      Комментарии к записи Получено рекордно высокое разрешение для ямр-установок отключены

Получено рекордно высокое разрешение для ямр-установок

Две свободные команды ученых-физиков из америки и Германии смогли измерить магнитное поле в наноразмерном диапазоне длин при комнатной температуре. Нужно заявить, что это первое мировое достижение в области ядерно-магнитного резонанса (ЯМР) при комнатной температуре.

Оба изучения основаны на применении недостатков в составе алмазов – «свободных мест для азота», талантливых ощущать магнитные сигналы от атомных ядер и отдельных электронов, размещенных в близи от них.

Не требуется сказать о том, как ответственны установки, талантливые проводить ЯМР-изучения в наноразмерном диапазоне длин при комнатной температуре. материаловедение и Биология возьмёт точный инструмент, талантливый раскрыть самые глубокие тайны «молекулярной кухни». Нано-ЯМР кроме этого будет крайне полезен в спинтронике и при изучении квантовых совокупностей на базе кубитов.

Явление магнитного резонанса употребляется довольно давно для измерения и обнаружения электрических и магнитных ядер и взаимодействий электронов в макроскопических количествах вещества. Это явление обусловлено парамагнитной ориентацией электронного и ядерного токов внешним полем и их ларморовской прецессией относительно направления внешнего поля. Частота ларморовской прецессии пропорциональна напряженности магнитного поля, приложенного в области нахождения прецессирующего электрона либо ядра.

В то время, когда соседние частицы дают вклад в локальное магнитное поле, он измеряется по сдвигу частоты прецессии. Дополнительный сдвиг частоты прецессии может случиться кроме этого за счет неоднородных электрических полей, создаваемых соседними частицами.

Михаил Лукин из Гарвардского Университета (Harvard University) и Федор Железко из Штуттгартского Университета (University of Stuttgart) применяли недостатки в структуре бриллианта для детектирования магнитных полей от отдельных атомов (Nature 455 644 and Nature 455 648).

На кончике кантилевера сканирующего зондового микроскопа ученые расположили данный сверхчувствительный сенсор, взяв «магнитосъемную» установку, которую возможно позиционировать с нанометровой точностью.

Располагаясь над примером, зонд улавливает магнитные поля от его атомов, что приводит к сдвигу частоты электронного парамагнитного резонанса. Это, со своей стороны, приводит к фотолюминесценции зонда, которую замечают ученые.

Рис. 1. Схема «чувствительного элемента» нано-ЯМР

Эта техника изучений уже использовалась вторыми учеными, но громадного распространения не взяла из-за громадного времени релаксации зонда – оно составляло около миллисекунды. Исходя из этого для его продолжительной работы установку приходилось охлаждать до криогенных температур.

Лукину же удалось добиться результатов при комнатной температуре. Исследователям удалось детектировать магнитное поле с килогерцовой частотой напряженностью 3 нТ. Это эквивалентно «поимке» сигнала от электрона, расположенного на расстоянии 100 нанометров от зонда, либо протона, но уже на 10 нанометрах.

Более того, исследовательская несколько Федора Железко, применяя магнетометр, кроме того смогла взять первые изображения. Действительно, в роли примера выступали все те же расположения азотовакантных недостатков самого зонда. Изображения были взяты с пространственным разрешением в 5 нанометров.

Как поясняет Федор, и пять нанометров – не предел. В предстоящих изучениях обращение отправится о преодолении нанометрового предела вниз, к ангстремам. Благодаря азотовакантным недостаткам возможно будет изучить отдельные протеиновые молекулы и структуру ДНК, что, конечно, будет подарком для биохимиков.

Еще одно широкое поле применения нанометрового ЯМР – в качестве «квантовой магнитной головки» для чтения информации, закодированной отдельными поясницами. Подобные устройства, без сомнений, покажутся в будущем, что еще раз подстегнет миниатюризацию устройств хранения данных.

Свидиненко Юрий

Размещено в NanoWeek,

  • Прошлая статья: Кристаллы с нано-клетками приведут к созданию энергосберегающих материалов
  • Следующая статья: Измерение механических черт графенового слоя

Устанавливаем свое разрешение экрана Lubuntu (Ubuntu)


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: