Исследователи из Мельбурнского университета, Австралийского научного агентства CSIRO и Национального института квантовых наук и технологий Японии (QST) инициировали совместный проект, направленный на преобразование недорогой алмазной пыли в высокоэффективные материалы для квантовых технологий.
Основной задачей проекта является не только создание новых материалов, но и формирование в Австралии собственной производственной базы для квантовых компонентов, что позволит уменьшить зависимость от зарубежных поставок.
Одним из важнейших материалов для квантовых устройств считаются особые алмазы с так называемыми азотно-вакансионными центрами (NV-центрами). Эти дефекты кристаллической решётки создаются искусственно, когда атом углерода заменяется атомом азота, а отсутствует соседний атом.
Подобные структуры применяются в квантовых сенсорах, которые способны с высокой точностью измерять магнитные и электрические поля, температуру и другие физические параметры. Тем не менее, процесс производства качественных квантовых алмазов остаётся сложным и дорогостоящим.
В рамках нового проекта ученые предлагают использовать не цельные кристаллы, а недорогую алмазную пыль, при этом сохраняя её квантовые свойства. Если проект будет успешным, это может значительно снизить затраты на производство материалов для квантовых устройств.
На первом этапе команда сосредоточится на улучшении стабильности и качества нанокристаллов алмаза, а также на создании NV-центров максимально близко к поверхности частиц — это увеличит чувствительность будущих сенсоров. Затем специалисты CSIRO проведут серию тестов, чтобы оценить устойчивость и эффективность материалов в реальных условиях.
Учёные подчеркивают, что в случае успешного масштабирования технологии Австралия сможет организовать собственное производство квантовых материалов, необходимых для прогресса в области квантовых вычислений, сенсоров и других перспективных направлений.
Источник