| | 19 декабря 2016 | Новости науки и техники
Ученые создали самый маленький радиоприемник, имеющий размер в два атома
Дефекты различного рода являются весьма нежелательными вещами в различных научных исследованиях. Но, оказывается, существуют и полезные дефекты, которые ученые стараются сделать искусственно и которые затем используются в различных целях. Одним из наиболее часто используемых дефектов является азотная вакансия кристаллической решетки алмаза, которая придает кристаллу алмаза розоватый оттенок. И на базе такого дефекта ученые из Гарвардского университета создали самый маленький в мире радиоприемник.
Азотная вакансия возникает, когда из кристаллической решетки алмаза удаляется два атома углерода и на место одного из атомов помещается атом азота. Такая система обладает чрезвычайно высокой чувствительностью по отношению к магнитным полям, она способна излучать свет и служить для преобразования оптических сигналов в информацию и наоборот.
Радиоприемник на основе азотной вакансии работает следующим образом — свет зеленого лазера возбуждает электроны, циркулирующие вокруг атома азота. После того, как на эти электроны оказывают воздействия электромагнитные волны радиопередачи, атом излучает фотоны красного света. Этот красный свет улавливается датчиком на основе фотодиода, обрабатывается, усиливается и подается на громкоговоритель, который воспроизводит звук. Настройка на различные станции, т.е. на различную несущую частоту, производится при помощи внешнего электромагнита, который создает магнитное поле различной силы.
Опытный радиоприемник, созданный учеными, представляет собой кристалл алмаза с миллиардами азотных вакансий. Это было сделано для получения более сильного оптического сигнала, который практически не нуждался в дополнительном усилении. Однако, такая технология будет работать и при наличии единственного дефекта азотной вакансии, а размер радиоприемника в таком случае будет равен размеру всего двух атомов.
Поскольку дефект находится внутри кристалла алмаза, самого прочного материала, то приемник сохраняет свою работоспособность даже при самых экстремальных условиях окружающей среды, что позволит использовать такую технологию в космосе, под водой, под землей и т.п. А во время испытаний «алмазный» приемник продолжал устойчиво работать при температуре вплоть до 350 градусов Цельсия.
