Uma equipe liderada pelo Prof. Du Jiangfeng, Prof. Shi Fazhan, e Prof. Wang Ya da Universidade de Ciência e Tecnologia da China, da Academia Chinesa de Ciências, propôs um método eletrométrico robusto utilizando uma técnica de desacoplamento dinâmico contínuo, onde os campos de condução contínuos fornecem uma estrutura revestida resistente a campos magnéticos. O estudo foi publicado em Cartas de revisão física em 19 de junho.

A caracterização das propriedades elétricas e a compreensão da dinâmica em nanoescala tornam-se importantes no desenvolvimento de dispositivos eletrônicos modernos, como transistores semicondutores e chips quânticos, especialmente quando o tamanho do recurso encolheu para vários nanômetros.

O centro de vacância de nitrogênio (NV) no diamante - um sensor de rotação em escala atômica - mostrou ser um eletrômetro atraente. A eletrometria usando o centro NV melhoraria várias aplicações de detecção e imagem. Contudo, sua suscetibilidade natural ao campo magnético impede a detecção eficaz do campo elétrico.

O centro NV é um defeito no diamante, que consiste em um nitrogênio substitutivo e uma vaga adjacente. O centro NV se beneficia de propriedades como sua conveniente polarização de estado e longo tempo de coerência devido ao ambiente de pureza de spin.

Neste estudo, os pesquisadores usaram uma sequência semelhante a Ramsey para medir o campo elétrico. Também, eles mediram a defasagem dos centros NV próximos à superfície (8 nm de profundidade da superfície do diamante) para avaliar o ruído elétrico da superfície.

Eles demonstraram um método robusto para eletrometria em nanoescala com base em sensores de rotação em diamante. Comparando com a eletrometria aplicando um campo magnético não axial, seu método tem a mesma suscetibilidade ao campo elétrico, e mais robusto ao ruído magnético. Portanto, uma maior sensibilidade de campo elétrico é alcançável.

Sua eletrometria é mais aplicável na presença de forte falta de homogeneidade ou flutuação de campo magnético, o que é favorável para aplicações práticas usando centros NV próximos à superfície - por exemplo:a caracterização de materiais multiferróicos.

Eles também usam este método para estudar o ambiente de ruído de centros NV próximos à superfície. Ao excluir o ruído magnético, eles observaram uma relação quantitativa entre a taxa de defasagem dos centros NV e a permissividade dielétrica relativa dos líquidos cobertos pela superfície.

Este estudo ajuda a compreender melhor o ambiente de ruído de centros NV próximos à superfície, que é essencial para uma ampla gama de aplicações de detecção e oferece caminhos interessantes para detecção dielétrica em nanoescala.