Алмазную пыль превратили в квантовые сенсоры
Физики из Австралии и Японии нашли более дешевый способ получения наноалмазов с заданными квантовыми свойствами. Вместо дорогих монокристаллов они использовали алмазную пыль — отход промышленных процессов, сообщает [CSIRO](https://www.csiro.au/en/news/All/Articles/2026/June/Diamond_dust). Об этом пишет издание Prokazan.
Алмаз ценен не только в ювелирном деле. Его твердость, высокая теплопроводность и химическая стойкость востребованы в промышленности. Кроме того, материал обладает свойствами, важными для квантовых технологий.
В кристаллической решетке алмаза могут возникать точечные дефекты. Один из известных — азотно-вакансионный центр: атом углерода заменяется азотом, а рядом появляется вакансия. Под зеленым светом такие центры светятся красным, причем яркость зависит от магнитного поля, температуры, давления и механического напряжения.
Эти центры можно использовать как наноразмерные датчики. Они способны улавливать слабые магнитные сигналы, в том числе от отдельных молекул. Однако создание таких «квантовых» алмазов дорого и технически сложно: обычно требуются высококачественные монокристаллы, а азотно-вакансионные центры нужно формировать близко к поверхности.
Новый подход основан на алмазной пыли. Ученые облучают материал, выбивая часть атомов углерода и создавая вакансии. Затем нагрев заставляет вакансии перемещаться к атомам азота, формируя нужные центры. Главная задача — контролировать процесс, чтобы центры располагались у поверхности наночастиц.
Японские специалисты предоставили доступ к квантовым пучковым установкам, которых нет в Австралии. Австралийцы внесли опыт в области наноматериалов, поверхностной химии и квантового сенсорного анализа. Конечная цель — создать самостоятельный австралийский технологический процесс, не зависящий от международных поставок.
Квантовые датчики на основе алмазных азотно-вакансионных центров работают при комнатной температуре, в отличие от многих других квантовых систем. Это делает их перспективными для портативных приборов: обнаружение примесей в воде, раннее выявление биомаркеров заболеваний, мониторинг химических процессов, навигация без GPS и задачи безопасности. На следующем этапе исследователи планируют улучшить воспроизводимость технологии и контроль параметров.
