Naukowcy dokonali przełomu w dziedzinie wysokich ciśnień

Według badania opublikowanego w materiały naturyWspólny zespół badawczy z Hefei Institutes of Physical Sciences of the Chinese Academy of Sciences (CAS) i University of Science and Technology of China opracował platformę badawczą do badania nadprzewodzącej detekcji magnetycznej i magnetycznych przemian fazowych hydratów pod wysokim ciśnieniem.

Wysoce precyzyjny pomiar magnetyczny in situ pod wysokim ciśnieniem jest wyzwaniem. Ograniczyło to postęp badań nad efektem Meissnera nadprzewodnictwa i zachowaniem magnetycznej przemiany fazowej pod wysokim ciśnieniem. Zastosowanie technologii optycznie wykrywanego rezonansu magnetycznego (ODMR) w diamentowych centrach azotu (NV) pomogło w wykrywaniu in situ magnetycznych przemian fazowych wywołanych ciśnieniem. Jednak analiza i interpretacja zmierzonych widm ODMR nie jest wygodna, ponieważ centrum NV ma cztery kierunki osiowe, a podział pola zerowego zależy od temperatury.

W tym badaniu naukowcy po raz pierwszy realizują wysokociśnieniową kwantową detekcję magnetyczną in situ opartą na wakancie krzemu (V_zły) Wady węglika krzemu i rozwiązanie problemu wysokociśnieniowej detekcji magnetycznej.

Naukowcy wykorzystali implantację jonów do wygenerowania płytkiego V._zły Wady na powierzchni poddanego obróbce ogniwa kowadełka z węglika krzemu. Piąty_zły Wady węglika krzemu mają tylko jeden kierunek osiowy. Ze względu na szczególną symetrię struktury elektronowej węglika krzemu podział pola zerowego jest niewrażliwy na temperaturę, dzięki czemu można uniknąć problemu zmian temperatury w wykrywaniu wysokiego ciśnienia.

Naukowcy odkryli, że widmo V._zły Defekty zmieniły kolor na niebieski, a wartość podziału pola zerowego zmieniała się nieznacznie wraz z ciśnieniem (0,31 MHz/GPa) — znacznie poniżej nachylenia centrów NV diamentu (14,6 MHz/GPa). Jest to przydatne do pomiaru i analizy widm ODMR pod wysokim ciśnieniem.

Korzystanie z technologii ODMR na V._zły Naukowcy zaobserwowali indukowaną ciśnieniem magnetyczną przemianę fazową Nd₂Żelazo₁₄magnes B przy około siedmiu gigapaskalach, a wykres fazowy zmierzył krytyczną temperaturę i ciśnienie YBa₂miedź₃A_6.6 nadprzewodnik.

Według naukowców technika ta cieszy się dużym zainteresowaniem w dziedzinie nadprzewodnictwa wysokociśnieniowego i materiałów magnetycznych.

Demonstrując wykorzystanie defektów spinowych w temperaturze pokojowej w węgliku krzemu jako czujnikach wysokiego ciśnienia in situ, praca ta otwiera drzwi do nowych badań materiałów kwantowych z wykorzystaniem komórek kowadła moissanitu.

Badanie to było wspierane między innymi przez National Natural Science Foundation of China, CAS Youth Promotion Association i CAS Innovation Foundation.