p Uma equipe de pesquisa da Faculdade de Física da Universidade Estadual de Moscou Lomonosov esticou cristais de diamante acicular usando um campo elétrico. A deformação que ocorre durante o alongamento causa mudanças no espectro de luminescência. Este efeito pode ser usado para desenvolver detectores de campo elétrico e outros dispositivos ópticos quânticos. O trabalho foi publicado em Nano Letras . p Semelhante a outros cristais, os diamantes sempre contêm defeitos estruturais. Alguns deles causam alterações na coloração (absorção de luz) ou luminescência e são chamados de centros de cores. As características específicas de alguns tipos de centros de cores em diamantes os tornam adequados para uso em dispositivos ópticos quânticos, como qubits, que são baseados no emaranhamento dos estados quânticos dos fótons. Para um diamante a ser usado em tais dispositivos, a distância entre seus centros de cores individuais deve ser de cerca de 30 nm.

p Uma equipe de pesquisa liderada por Alexander Obraztsov, professor do Departamento de Física de Polímeros e Cristais da Faculdade de Física, MSU, relatou um método para a produção em massa de microagulhas de diamante em estudos anteriores. Este método inclui o crescimento de cristalitos de diamante como uma fração dos filmes formados pela deposição química de vapor de metano e hidrogênio. Depois disso, todos os materiais sobressalentes são removidos dos filmes por meio do aquecimento do ar.

p “Neste novo trabalho, tentamos aprender o máximo possível sobre as agulhas de diamante que produzimos, especificamente sobre seus centros de cores, "disse o professor Obraztsov. Para entender a localização dos centros de cor na estrutura das amostras e descobrir suas propriedades, Cientistas russos se voltaram para seus colegas franceses, que usou uma metodologia única para a análise necessária. "Nossos colegas franceses o aplicam para estudar a composição química e a localização de impurezas em diferentes materiais, "explicou Obraztsov.

p Durante as medições, agulhas de diamante foram fixadas a um eletrodo colocado em uma câmara de alto vácuo. Para alcançar o efeito de alongamento, alta tensão foi aplicada ao eletrodo causando polarização elétrica do diamante dielétrico, bem como considerável esforço mecânico que estica a agulha. O estiramento causou deformação na estrutura cristalina do diamante.

p De acordo com os autores, isso leva a mudanças nos centros de cores individuais, também, e suas propriedades ópticas quânticas são alteradas junto com a estrutura. Antes disso, os cientistas só foram capazes de comprimir diamantes; esta é a primeira vez que o diamante foi esticado.

p Durante o alongamento da amostra, foi irradiado com um laser, e a luminescência dos centros de cor foi registrada com um espectrômetro. O experimento mostrou mudanças de forma e energia das bandas de luminescência dependendo da força de alongamento determinada pela voltagem aplicada. A equipe acredita que agulhas de diamante semelhantes poderiam ser usadas para criar detectores para medição sem contato de campos elétricos com alta resolução espacial.

p "Detectores como este podem ser usados ​​não apenas para medir os campos criados por alta tensão em alto vácuo, mas aqueles que existem em moléculas biológicas (DNA, RNA, etc.). A medição de tais campos é uma questão científica importante hoje, "disse Obraztsov. As dimensões das agulhas de diamante em seu ápice são de várias centenas de nanômetros. Portanto, de acordo com os cientistas, as medições poderiam ser feitas com uma precisão que corresponde a certos fragmentos de moléculas.

p As microagulhas de diamante produzidas com o uso do método desenvolvido pela equipe da MSU também seriam capazes de proteger a detecção óptica sem contato de campos magnéticos, temperatura, e outras características com resolução espacial nano e microscópica.