(Noticias de Nanowerk) Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong (HUST) en China han demostrado con éxito un enfoque totalmente eléctrico para la detección magnética vectorial a nanoescala. Su artículo fue publicado en la revista. Materiales electrónicos avanzados (“Detección magnética vectorial a nanoescala con nanoimán estocástico impulsado por corriente”). La detección de campos magnéticos vectoriales en dimensiones nanométricas es un problema pendiente en campos que van desde la física fundamental y las ciencias de los materiales hasta aplicaciones prácticas en imágenes biológicas y almacenamiento de datos. Actualmente, el método más avanzado para medir campos magnéticos vectoriales a nanoescala implica utilizar un único centro de vacantes de nitrógeno (NV) en un diamante y evaluar la división Zeeman de los qubits de espín NV mediante resonancia magnética detectada ópticamente. Sin embargo, esta técnica requiere configuraciones ópticas complejas y costosos sistemas de detección para detectar la luz fotoluminiscente, lo que limita la miniaturización y la escalabilidad. Por lo tanto, el desarrollo de una tecnología de detección de campos magnéticos vectoriales a nanoescala que funcione con un enfoque simple y totalmente eléctrico ha sido un objetivo muy buscado en el campo de los microsistemas magnéticos. En su reciente estudio, dirigido por el profesor Long You, los investigadores propusieron y demostraron con éxito un enfoque totalmente eléctrico para detectar campos magnéticos vectoriales a nanoescala. El objetivo clave de su trabajo fue lograr la detección magnética utilizando un único dispositivo con funcionamiento totalmente eléctrico. Para lograr la detección magnética, a diferencia del sensor cuántico basado en NV, que evalúa la división Zeeman de ms=|±1> estados fundamentales del qubit de espín NV en un espectro de resonancia de espín electrónico (ESR) detectado ópticamente, monitorean la energía derramada de Mz = ±1 (estado 'arriba' y 'abajo') de un bit magnético clásico (conjunto de espín), que depende de campos magnéticos externos a través del efecto Zeeman, a partir de la detección de la probabilidad de conmutación selectiva de estado bajo un par de órbita de espín. Las sensibilidades alcanzadas para los componentes x, y y z del campo magnético son 1.02%/Oe, 1.09%/Oe y 3.43%/Oe, respectivamente. Se espera que la resolución magnética sea comparable a la de los magnetómetros vectoriales basados en NV. Según el Prof. You, el enfoque empleado en esta investigación se caracteriza por tres elementos clave. En primer lugar, introduce el concepto de probabilidad estadística clásica en la detección de campos magnéticos. En segundo lugar, permite la manipulación totalmente eléctrica de imanes individuales, lo que permite la detección de campos magnéticos vectoriales a nanoescala con alta resolución espacial. Por último, utiliza bits de memoria magnéticos o paramagnéticos convencionales como elementos sensores. El profesor You enfatizó que esta investigación destaca la capacidad de un solo dispositivo para detectar con precisión campos magnéticos 3D a nanoescala utilizando un método clásico. Él cree que este trabajo proporciona una guía valiosa para el desarrollo de aplicaciones comerciales de sensores de campo 3D a nanoescala.
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- Fuente: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64542.php
