Kvantinė koherencija deimantuose ir fluotrescencinė termometrija

toyli pnas figure1
1/52/53/54/55/5
5.00/5 (1)
loadingLoading...

Temperatūros matavimai ypač svarbūs įvairiausiuose taikymuose, įskaitant daugelio pramoninių procesų, biomedicinos monitoringą ir aplinkos reguliavimo sistemas. Tačiau, temperatūros matavimai esant  aukštiems radijo dažniams arba kitiems elektromagnetiniams laukams – pavyzdžiui, esantiems aviacijos, automobilių ir medicinos sistemose – negali būti atlikti, panaudojant elektrinius termometrinius zondus.Daugiau...

Daugiau...Daugiau...Daugiau...

Daugiau...Tokiais atvejais, pasirinkimas tenka optiniams jutikliams, kurie leidžia mokslininkams atlikti termometrinius matavimus remiantis termiškai priklausoma fluorescencija. Nors tipiniai fluorescenciniai termometrai naudoja milimetrinių dydžių optinius daviklius, matuojant temperatūrą ląstelėje ir kitose nano aplinkose – reikalingi mažesni įrenginiai. Šiems tikslams yra kuriami  fluorescenciniai nanotermometrai kvantinių taškų, retųjų žemių jonų ir nanogelių pagrindu.

Neseniai mokslininkai iš Kalifornijos universiteto, Ames laboratorijos Santa Barbaroje ir Čikagos universiteto parodė labai jautrų fluorescencinės termometrijos metodą, besiremiantį deimanto azoto vakansijų (NV) centrų  – paramagnetinių defektų, kuriuose elektronų sukiniais galima manipuliuoti kambario temperatūroje, taikant mikrobangų spinduliuotės ir šviesos derinius.

Fotoliuminescencijos intensyvumas defektuose tiksliai koreliuoja pagal mikrobangų spinduliuotės dažnio funkciją, su dažnio priklausomybe nuo išorinių kintamųjų, tokių kaip magnetiniai laukai, elektros laukai, ir, šiuo atveju – temperatūra. Mokslininkai taip pat parodė, kad šie metodai gali būti pritaikomi plačiame temperatūros intervale ir tiek baigtinio tiek beveik nulinio magnetinio lauko aplinkose. Tai rodo, kad vieno sukinio kvantinė koherencija galėtų būti puikiai panaudojama jautriai termometrijai daugelyje biologinių ir mikrostruktūrinių sistemų.

toyli-pnas-figure1

 

Azoto vakansijos centras deimante. A)  Azoto vakancijos (NV) centro pavaizdavimas deimanto gardelėje. Banguota žalia rodyklė rodo 532-nm lazerį, naudojamą optiniam sužadinimui ir banguota raudona rodyklė rodo dėl fononų praplatėjusią fluorescenciją, naudojamą matuoti sukiniui. Copyright © PNAS, doi: 10.1073/pnas.1306825110

 Read more at: http://phys.org/news/2013-06-physicist-friend-quantum-coherence-diamond.html