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1、国际研究在改良量子传感器技术材料方面获得进展赛斯维传感器网氮化硼原子层中自旋缺陷红色的相干控制示意图。氮化硼由硼黄色球体和氮蓝色球体组成，位于带状线上。自旋缺陷由激光激发，其状态通过光致发光读出。量子位能够通过带状线的微波脉冲浅蓝色和磁场来操纵。图片;：AndreasGottscholl/维尔茨堡大学氮化硼是一种技术上有趣的材料，由于它与其他二维晶体构造非常兼容。因而，它为人造异质构造或在其上构建的具有全新特性的电子设备开拓了道路。大约一年前，来自德国巴伐利亚州维尔茨堡Julius-Maximilians-Universitt(JMU)物理研究所的一个团队成功地在氮化硼层状晶体中产生自旋缺陷，
2、也称为量子位，并通过实验对其进行识别。近期，由他的博士VladimirDyakonov教授领导的团队。学生AndreasGottscholl和小组负责人PDAndreasSperlich博士成功地采取了重要的下一步：对此类自旋缺陷进行连贯控制，即便在室温下也是如此。研究人员在有影响力的期刊（科学进展）上报告了他们的发现。尽管发生了大流行，但这项工作是在与澳大利亚悉尼科技大学和加拿大特伦特大学的团体的密切国际合作中进行的。更准确地测量局部电磁场VladimirDyakonov解释讲：“我们希望具有可控自旋缺陷的材料一旦用于传感器，就能够更准确地测量局部电磁场，这是由于根据定义，它们位于周围世界的
3、边界，能够想象的应用领域包括医学成像、导航、需要对电磁场进行非接触式测量的任何地方，或者信息技术。 “研究界对此最佳材料的搜索尚未完成，但有几个潜在的候选者，AndreasSperlich补充道。“我们相信我们找到了一个新的候选者，因其扁平的几何形状而脱颖而出，这为电子产品提供了最佳的集成可能性。巧妙克制自旋相干时间的限制JMU研究人员计划实现这种堆叠构造。它由金属石墨烯下、绝缘氮化硼中和半导体二硫化钼上组成。红点象征氮化硼层之一中的单一自旋缺陷。缺陷能够作为堆栈中的局部探针。图片;：AndreasGottscholl/维尔茨堡大学所有使用氮化硼的自旋敏感实验均在JMU进行。“我们能够测量特征
4、自旋相干时间，确定它们的极限，甚至巧妙地克制这些极限，AndreasGottscholl博士讲。该出版物的学生和第一作者。自旋相干时间的知识对于估计量子应用中自旋缺陷的潜力是必要的，并且当人们最终想要执行复杂的操作时，非常需要长的相干时间。Gottscholl用简化的术语解释了这个原理：“想象一个绕其轴旋转的陀螺仪。我们已经成功地证实了这种微型陀螺仪存在于一层氮化硼中。如今我们已经展示了怎样控制陀螺仪，即，例如，以任何角度偏转它甚至不接触它，最重要的是，控制这种状态。相干时间对相邻原子层反响灵敏“陀螺仪自旋状态的非接触式操纵是通过脉冲高频电磁场、共振微波实现的。JMU研究人员还能够确定“陀螺仪
5、保持其新方向的时间。严格来讲，偏转角在这里应该被视为一个简单的讲明，一个量子位能够呈现很多不同的状态，而不仅仅是0和1之类的。这与传感器技术有什么关系？晶体中的直接原子环境会影响操纵的自旋状态，并能够大大缩短其相干时间。“我们能够展示相干性对与近期原子和原子核的距离、磁性杂质、温度和磁场的反响是多么敏感因而能够从相干时间的测量中推断出量子位的环境，AndreasSperlich解释道。目的：具有自旋装饰氮化硼层的电子设备JMU团队的下一个目的是实现一种由不同材料制成的人工堆叠二维晶体，其中包括一个自旋轴承组件。后者的基本组成部分是原子级薄的氮化硼层，其中包含具有可接近自旋态的光学活性缺陷。 “不仅在光学上，而且通过电流来控制二维器件中的自旋缺陷及其周围环境，这将十分有吸引力。这是一个全新的领域，弗拉基米尔迪亚科诺夫讲。假如本文收录的图片文字侵犯了您的权益，请及时与我们联络，我们将在24内核实删除，谢谢！