Ученые научились создавать квантовые материалы из дешевой алмазной пыли

Группа исследователей из Мельбурнского университета, австралийского научного ведомства CSIRO и японского Национального института квантовых наук и технологий (QST) инициировала амбициозный проект. Его главная задача — трансформировать доступную алмазную крошку в инновационные высокотехнологичные материалы, востребованные в квантовой отрасли.

Помимо научной составляющей, инициатива призвана заложить фундамент для локального производства квантовых компонентов в Австралии, что укрепит технологический суверенитет страны и минимизирует импортную зависимость.

Фундаментальным компонентом квантовых технологий выступают модифицированные алмазы, содержащие азотно-вакансионные (NV) центры. Эти структуры представляют собой целенаправленно внесенные дефекты кристаллической решетки: атом углерода замещается азотом, создавая при этом вакантное пространство в структуре материала.

Подобные «дефектные» алмазы незаменимы в квантовых сенсорах, обеспечивающих прецизионные измерения магнитных и электрических полей, а также температурных изменений. До настоящего момента их промышленное производство оставалось трудоемким и затратным процессом.

Суть новой методики заключается в использовании дешевого алмазного порошка, которому придают необходимые квантовые характеристики. Подобный подход способен радикально удешевить создание специализированных устройств будущего.

Первоочередная задача ученых — повысить качество и стабильность наноалмазов, добиваясь при этом размещения NV-центров в максимальной близости к поверхности частиц, что критически важно для чувствительности сенсоров. В дальнейшем сотрудники CSIRO займутся тестированием полученных образцов для определения их эксплуатационной эффективности.

Авторы исследования подчеркивают, что при удачном масштабировании данной технологии Австралия получит собственные мощности для производства передовых материалов, необходимых для прогресса в сфере квантовых вычислений и высокоточного сенсорного оборудования.

Источник: iXBT