Centra barwne to defekty struktury krystalicznej, które mogą mieć diametralnie odmienne właściwości od materiału, w którym się znajdują. W ostatnich latach uwagę coraz większej liczby naukowców przyciągają centra barwne w diamencie. Spośród kilkuset ich skatalogowanych rodzajów, szczególną popularność zyskały centra typu azot-wakancja (NV). Centra takie mogą być traktowane jako "quasi atomy" uwięzione w doskonale transparentnej sieci krystalicznej diamentu, a przez to możliwa jest ich długotrwała obserwacja i prowadzenie precyzyjnych pomiarów optycznych. Istotną cechą centrów NV, szczególnie dla metrologii kwantowej, jest posiadanie niezerowego spinu, a zatem także momentu magnetycznego, w stanie podstawowym oraz możliwość jego kontroli przez pola optyczne i mikrofalowe. Małe rozmiary tych centrów, rzędu 0,15 nm, sprawiają, że nadają się one idealnie dla potrzeb metrologii w skali mikro- i nanometrowej.
Dzięki temu centra NV znajdują zastosowanie jako niezwykle czułe sensory do pomiarów pól magnetycznych i elektrycznych, jako markery fluorescencyjne w obrazowaniu materiałów biologicznych, czy też jako optycznie inicjalizowane i odczytywane kubity w komputerach i pamięciach kwantowych.
W mojej prezentacji opowiem o zastosowaniach centrów NV w magnetometrii i możliwościach obrazowania pól magnetycznych z wysoką przestrzenną zdolnością rozdzielczą. Przedstawię także realizowane przez nas prace dotyczące rozwoju hybrydowych czujników bazujących na diamencie i szkłach oraz badania biologiczne z wykorzystaniem nanodiamentów bogatych w centra NV.
„Bliżej Nauki" to cykl wykładów popularnonaukowych organizowanych na Wydziale Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie.
blizejnauki.fais.uj.edu.pl/
​#BliżejNauki