| Название: | Разработка принципов и элементной базы нового класса квантовых магнитометров на основе дефектов в кристаллах |
| Грантодатель: | РФФИ |
| Область знаний: | 02 ФИЗИКА И АСТРОНОМИЯ |
| Научная дисциплина: | 02-340 Спектроскопия |
| Ключевые слова: | алмаз, карбид кремния, собственные дефекты, спектроскопия, квантовая магнитометрия, оптическая накачка, оптическое детектирование магнитного резонанса, поляризация спинов, спиновое эхо |
| Время действия проекта: | 2013-2015 |
| Тип: | исследовательский |
| Руководитель(и): | Вершовский,АК |
| Подразделения: | |
| Код проекта: | 13-02-00589 |
| Финансирование 2013 г.: | 410000 |
| Исполнители: |
Бабунц,РА: лаб. микроволновой спектроскопии кристаллов (Бабунца,РА)
Васютинский,ОС: лаб. физической газодинамики (Попова,ПА)
Григорьев,ВЮ: лаб. физической газодинамики (Попова,ПА)
Дмитриев,СП: лаб. атомной радиоспектроскопии (Александрова,ЕБ)
Дмитриев,АК: лаб. атомной радиоспектроскопии (Александрова,ЕБ)
Морозова,НЕ: лаб. физической газодинамики (Попова,ПА)
Пазгалев,АС: лаб. атомной радиоспектроскопии (Александрова,ЕБ)
Солтамов,ВА: лаб. микроволновой спектроскопии кристаллов (Бабунца,РА)
Толмачев,ДО
|
Проект направлен на исследование магнитооптических спиновых свойств собственных дефектов в кристаллах с целью разработки принципов и элементной базы нового класса квантовых магнитометров, предназначенных для использования в биологии и медицине, и обладающих как высокой чувствительностью, так и сверхвысоким (микронным) пространственным разрешением. Основной целью проекта является проведение комплекса фундаментальных исследований методами оптической и магнитной спектроскопии собственных дефектов в массивах спеченных детонационных наноалмазов (ДНА) микронного размера и карбиде кремния, обладающих целым рядом уникальных характеристик, исследование свойств оптически детектируемого магнитного резонанса (ОДМР) на спиновых состояниях этих дефектов, а также разработка на их основе микроминиатюрных магнитометрических схем, способных функционировать в слабых магнитных полях. Исследование свойств структуры уровней, на которых реализуется ОДМР, планируется проводить как стандартными, так и импульсными методами, в частности - методом спинового эха. В ходе работы предполагается исследовать температурные ограничения, накладываемые на использование различных ОДМР-центров, и определить возможность реализации магнитометрической схемы, работоспособной при комнатной температуре. Для компенсации влияния вариаций температуры кристалла на точность измерения магнитных полей предполагается использовать балансную схему, в которой возбуждаются и детектируются одновременно два симметричных магнитных перехода, а также исследовать возможность реализации в магнитной структуре ОДМР-центров так называемой трехуровневой лямбда-схемы, резонанс в которой основан на эффекте когерентного пленения населенностей. В ходе работы будут исследованы возможности построения на ОДМР-центрах как скалярных (то есть чувствительных к модулю измеряемого поля) магнитометров-вариометров, так и устройств, способных определять направление вектора магнитного поля; последние могут быть реализованы с использованием анизотропии магнитных свойств системы "кристаллическая решетка - дефект".
