p Cientistas do Instituto Suíço de Nanociência e do Departamento de Física da Universidade de Basel desenvolveram um novo método que lhes permitiu criar imagens de campos magnéticos em escala nanométrica em temperaturas próximas do zero absoluto pela primeira vez. Eles usaram spins em diamantes especiais como sensores quânticos em um novo tipo de microscópio para gerar imagens de campos magnéticos em supercondutores com precisão incomparável. Desta forma, os pesquisadores foram capazes de realizar medições que permitem novos insights na física do estado sólido, como eles relatam em Nature Nanotechnology . p Pesquisadores do grupo liderado pelo Georg-H. O professor da Endress, Patrick Maletinsky, vem conduzindo pesquisas nos chamados centros de vacância de nitrogênio (centros NV) em diamantes há vários anos, a fim de usá-los como sensores de alta precisão. Os centros NV são defeitos naturais na estrutura do cristal de diamante. Os elétrons contidos nos NVs podem ser excitados e manipulados com luz, e reagem com sensibilidade aos campos elétricos e magnéticos aos quais estão expostos. É o spin desses elétrons que muda dependendo do ambiente e que pode ser registrado usando vários métodos de medição.

p Maletinsky e sua equipe conseguiram colocar spins NV simples nas pontas dos microscópios de força atômica para realizar imagens de campo magnético em nanoescala. Até aqui, tais análises sempre foram conduzidas em temperatura ambiente. Contudo, numerosos campos de aplicação requerem operação em temperaturas próximas do zero absoluto. Materiais supercondutores, por exemplo, só desenvolvem suas propriedades especiais em temperaturas muito baixas em torno de -200 ° C. Em seguida, conduzem correntes elétricas sem perdas e podem desenvolver propriedades magnéticas exóticas com a formação dos chamados vórtices.

p Em temperaturas próximas de zero absoluto pela primeira vez

p Em seu jornal, os cientistas usaram com sucesso seu novo microscópio sob condições criogênicas em temperaturas de cerca de 4 Kelvin (~ -269 ° C) pela primeira vez. Eles foram capazes de criar imagens de campos magnéticos de vórtices em um supercondutor de alta temperatura com uma precisão até então incomparável.

p A resolução espacial resultante de 10 nanômetros é uma a duas magnitudes melhor do que a obtida usando métodos alternativos. Isso permite, pela primeira vez, uma análise inequívoca e quantitativa de parâmetros de materiais importantes, como as profundidades de penetração magnética da sonda supercondutora - uma das características fundamentais de um supercondutor.

p "Nossas descobertas são relevantes não apenas para a tecnologia de sensores quânticos e supercondutividade, "diz Patrick Maletinsky, comentando no papel, "no longo prazo, eles também terão uma influência na física do estado sólido e, com mais melhorias na sensibilidade, eles podem até permitir aplicações em biologia. "