+33 голоса |
Исследователи из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук Джона А. Полсона (SEAS) сделали самый маленький в мире радиоприемник, построив его из сборки дефектов атомного размера в розовых бриллиантах.
Этот микроскопический радиоприемник, чьи строительные блоки имеют размер два атома, может выдерживать чрезвычайно суровые условия и является биологически совместимым, то есть он может работать в любом месте от зонда на Венере до кардиостимулятора в сердце человека.
Исследование проводилось под руководством проф. Марко Лончара (Marko Loncar) его аспирантом Линьбо Шао (Linbo Shao) и опубликовано в Physical Review Applied.
Радио использует крошечные дефекты в алмазах, называемые азото-замещенные вакансии (NV). Для того чтобы создать NV-центры, исследователи заменяют один атом углерода в кристалле алмаза атомом азота и удаляют соседний атом, создавая систему, которая по существу представляет собой атом азота с дыркой рядом с ним. NV-центры могут быть использованы для излучения одиночных фотонов или обнаружения очень слабых магнитных полей. Они обладают фотолюминесцентными свойствами, то есть они могут преобразовать информацию в свет, что делает их мощными и перспективными для квантовых вычислений, фотоники и зондирования.
Радио имеет пять основных компонентов: источник питания, приемник, преобразователь для преобразования высокочастотного электромагнитного сигнала в воздухе в низкочастотный ток, динамик или наушники, чтобы преобразовать ток в звук, и тюнер.
В устройстве электроны в алмазных NV-центрах накачиваются зеленым светом, испускаемым лазером. Эти электроны чувствительны к электромагнитным полям, в том числе к волнам, используемым в FM-радио, например. Когда NV-центр принимает радиоволны, он преобразует их и излучает звуковой сигнал как красный свет. Обычный фотодиод преобразует этот свет в ток, который затем преобразуется в звук посредством простого динамика или наушника.
Электромагнит создает сильное магнитное поле вокруг алмаза, которое может быть использовано для поиска радиостанций, настраивая частоту приема NV-центров.
Шао и Лончар используют миллиарды NV-центров, для того чтобы усилить сигнал, но радиостанция работает с одним NV-центром, испуская один фотон за один раз, а не поток света.
Радиоприемник чрезвычайно надежен благодаря присущей прочности алмаза. Команда успешно принимала музыку при 350 градусах по Цельсию.
«Алмазы имеют уникальные свойства, - сказал проф. Лончар. - Это радио сможет работать в космосе, в жестких условиях, и даже в человеческом теле, так как алмазы являются биологически совместимыми».
Видео: https://www.youtube.com/watch?v=aytf0Jk8YJ4
Этот миниатюрное радио, чьи строительные блоки имеют размер двух атомов, может выдерживать чрезвычайно суровые условия и является биологически совместимым, то есть оно может работать в любом месте, от зонда на Венере до кардиостимулятора в сердце человека
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
+33 голоса |