Ny mikroskopteknik giver en bedre måde at måle magnetfelt af individuelle atomer

Et team af forskere hos IBM har udviklet en ny måde at måle magnetfeltet i individuelle atomer på, der giver 1000 gange energiopløsningen i forhold til konventionelle teknikker. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Natur nanoteknologi, teamet beskriver deres tilgang, hvor godt det virker, og deres håb om, at de vil være i stand til at ændre det på en sådan måde, at andre med mindre specialiseret hardware kan bruge det.

Forskere er ivrige efter bedre at måle de magnetiske felter af individuelle atomer, fordi de mener, at det vil føre til en bedre forståelse af materielle og biologiske interaktioner - især dem, der involverer svage magnetiske interaktioner. Nuværende metoder er afhængige af brug af defekter i diamanter, selvom teamet hos IBM bemærker, at tidligere arbejde i deres laboratorium viser, at det er muligt at måle svage interaktioner på en anden måde, en tilgang beskrevet som udfordrende. I denne nye indsats, holdet har fundet på en måde at få arbejdet gjort på, som er relativt enkel, selvom, de bemærker, det kræver speciel hardware.

I den nye tilgang, et atom kaldet en sensor er placeret nær et målatom inde i et scanningstunnelmikroskop – et magnetfelt påføres derefter mikroskopet efterfulgt af et stød af elektricitet til tunnelforbindelsen. Derfra af, frekvensen af ​​atomet overvåges - når det matcher præcessens spin (rotationsaksen omkring et magnetfelt, der afspejler dets grad af magnetisme), det afslører målet for magnetfeltet. Ændringen i orientering måles ved at flytte sensoratomet til mikroskopets sensorspids.

Forskerne fandt, at deres tilgang var langt mere nøjagtig og lettere at læse end andre metoder, påpegede, at det signal, de fik fra teknikken, var både stærkere og mere robust. De bemærker også, at få andre laboratorier sandsynligvis har den kombination af udstyr (såsom højfrekvenskabler tilføjet til mikroskopet), der kræves for at replikere deres teknik, så de planlægger at fortsætte arbejdet i håb om at opnå de samme resultater under mere afslappede forhold.

© 2017 Phys.org