Создан сверхчуткий детектор магнитного поля на базе графена

Новая разновидность сверхпроводящего устройства квантовой интерференции (англ. SQUID), достигает всего 10 нанометров в высоту – это лишь одна тысячная толщины человеческого волоса. Он состоит из двух слоев графена, разделенных очень тонким слоем нитрида бора.

Эти удивительные устройства уже используются в самых разных областях науки, от медицины до геологии, поскольку весьма эффективно заставляют электроны работать как квантовые биты. Последняя разработка технологии SQUID должна сделать эти крошечные инструменты еще более полезными для ученых благодаря способности обнаруживать очень слабые магнитные поля.

«Новый SQUID состоит из сложного шестиуровневого набора отдельных двухмерных материалов», - рассказало физик Дэвид Индолезе из Базельского университета в Швейцарии. «Если к этому «сэндвичу» подключены два сверхпроводящих контакта, он сможет засечь даже чрезвычайно слабые магнитные поля».

Обычные СКВИДы выполнены в форме кольца – сверхпроводящей петли с двумя точками «слабого звена». Магнитные поля можно измерить, проанализировав движение электронов по этой петле и порог, при котором СКВИД перестает быть сверхпроводником.

Хотя эти устройства уже способны обнаруживать слабые магнитные поля, размер «слабых звеньев» стал для физиков ограничением. Переключившись на многослойную конструкцию, а не на петлю, разработчики нового SQUID могут обнаруживать еще более слабые магнитные поля.

Одно из возможных, хотя и довольно узких, приложений СКВИДов - это изучение топологических изоляторов: материалов, которые ведут себя как изоляторы, но при этом могут обладать электронами, перемещающимися по их поверхности.

Везде, где необходимо измерять магнитные поля, СКВИДы окажутся крайне полезны: например, при мониторинге сердечной или мозговой активности или при обнаружении различий в составе горных пород. Теперь эти измерения могут быть еще более точными.