Самый маленький приёмник в мире

Учёные Гарвардского института создали самый миниатюрный в мире радиоприёмник. Он представляет собой сверхмалые дефекты в кристаллической решетке розового алмаза размером в два атома и может работать в самых неблагоприятных условиях экстремально высоких или низких температур, повышенного и пониженного давления, под водой и в безвоздушном пространстве, другими словами – когда любое другое электронное устройство выйдет из строя. Эти уникальные возможности позволяют использовать приёмник там, где раньше использование подобных технологий было недоступно: медицина, глубоководные операции, изучение и работа в вулканических и горных породах, во взрывотехнике, атомной энергетике, нефтедобывающей промышленности и многих других сложнейших и опаснейших отраслях деятельности.

Работая над совершенствованием проектов, учёные, как правило, устраняют те или иные изъяны. Однако, в нашем случае, именно дефект сыграл ключевую роль в открытии – идея использовать точечные дефекты алмазов, которые известны как азото–замещенная вакансия, оказалась ключевой. Этот дефект представляет собой нарушение строения кристаллической решетки алмаза, которое возникает при удалении атома углерода из узла решетки и связывании образовавшейся вакансии с атомом азота. NV–центр может быть использован для излучения одиночных фотонов или для улавливания очень слабого магнитного поля. Он также обладает фотолюминесцентными свойствами и может служить для преобразования информации в оптический сигнал.

Именно эта возможность была использована для создания приёмника. Он работает следующим образом: в качестве источника питания служит зеленый свет лазера, который возбуждает в NV–центрах электроны, чувствительные к воздействию электромагнитных волн. Когда в азото–замещенные вакансии попадают радиоволны, возникает флуоресценция, и SV–центры начинают испускать фотоны красного света. Эти фотоны попадают в фотодиод, который конвертирует свет в электрический ток и подает его на динамик, затем преобразующий электричество в звук. Задача настройки радиоприёмника решена путём создания вокруг алмаза магнитного поля, которым можно управлять для изменения частоты воспринимаемых вакансиями радиоволн.

Безусловно, уникальные возможности приёмника, такие как возможность работать в условиях повышенных температур до 360С, пока трудно реализуемы по причине наличия большого количества вспомогательных устройств для его работы – источника питания, динамика и других комплектующих, которые пока не отличаются аналогичными характеристиками и необходимыми миниатюрными размерами. Однако, подобные открытия являются лишь началом большого пути, который со временем откроет уникальные возможности использования новых технологий.