Kini Ojú Odò Ìṣìrí Àwọn Ìyàtọ̀ Quantum Nípa Lò àwọn Ipin NV (Nitrogen-Vacancy) Nínú Àdámù

Ìṣẹ̀lẹ̀: Àwọn Ìyàtọ̀ Ìṣìrí NV Àti Ìfẹ́yin Wọn Sí Àwọn Ìyàtọ̀ Mekànìkà

Àwọn àárín gbùngbùn Nitrogen-Vacancy (NV) jẹ́ àwọn àbùkù kéékèèké nínú dáyámọ́ǹdì níbi tí átómù nitrogen ti ń gbé nítòsí ibi tí kò sí nǹkan nínú àlàfo kírísítálì. Àwọn àbùkù kékeré yìí ní àwọn ànímọ́ tó fani mọ́ra nípa ẹ̀rọ tó ń yípo, èyí tó máa ń fèsì gan-an sí ìnira tó ń bá ara wọn fínra. Wọ́n máa ń fi sínú ọ̀bẹ́ àfọ́nrìndà, wọ́n á sì fọ́n wọn nígbà tí ọ̀bẹ́ náà bá gé àwọn ohun èlò. Ìfàkókò yìí máa ń ba ààlà ààlà ààlà wọn jẹ́, èyí sì máa ń yí bí àwọn ẹ̀rọ-ìmọ̀-ẹ̀rọ inú àwọn ààlà yìí ṣe ń hùwà padà. Ni pato, o yi awọn ipilẹ ipinle agbara ipele ti a sọrọ nipa bi ms dogba si odo plus tabi isonu kan. A lè rí i pé èyí ń ṣẹlẹ̀ nípasẹ̀ ohun kan tá a ń pè ní photoluminescence. Ẹ tan iná lásérì aláwọ̀ ewé sí àwọn àgbègbè tí ìdààmú bá yìí, ẹ sì wo ohun tó máa ń ṣẹlẹ̀: ìmọ́lẹ̀ tó ń jáde máa ń dín kù gan-an nítorí pé ìdààmú máa ń mú kí àwọn ọ̀nà míì wà fún títú agbára jáde dípò kí ó kàn máa tú ìmó Níbi tí kò bá ti rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra rọra Kí ni gbogbo èyí túmọ̀ sí? Ó ń jẹ́ ká lè rí àwọn àbùdá tí kò tó nǹkan ní àyẹ̀wò tí ó dé àyẹ̀wò nanomẹ́títà, èyí ju ohun tí àwọn ẹ̀rọ amọ̀nà àtọwọ́dá bí àwọn ẹ̀rọ píésórésìstìfì tàbí àwọn ẹ̀rọ ìdìbò Bragg tí a fi

Ìlànà: Ìyípadà tí ìdààmú bá mú wá nínú fífi àgbá àgbá ṣe ìyàsọ́n àti àwọn àmì ODMR

Ìṣòro oní-máa-ṣe-máa-ṣe-máa-ṣe-máa-ṣe-máa-ṣe-máa-ṣe-máa-ṣe-máa-ṣe-máa-ṣe-máa-ṣe-máa-ṣe-máa-ṣe-máa-ṣe-máa-ṣe-máa- Ìyípadà àtọ̀dá àtọ̀dá àtọ̀dá àtọ̀dá àtọ̀dá àtọ̀dá àtọ̀dá àtọ̀dá àtọ̀dá àtọ̀dá àtọ̀dá àtọ̀dá àtọ̀dá àtọ̀dá àtọ̀dá àtọ̀dá àtọ̀dá àtọ̀dá àtọ̀ Àtòjọ ìníràsọ̀ṣe náà ní àwọn ohun tó tẹ̀ lé e yìí nínú:

• Pumpí ojú : Àkọlé àwòrán: m _{ì ì} = 0 ipò ìyípo
• Ìṣètò ìfúnpá oní-microwave : Àìmọye ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ìró ì
• Ìkàwé ìmọ́lẹ̀ : Àyọkà pupa (637800 nm) máa ń dín kù ní ààlà, tí a bá fi iye iye ìgbà tí ìyípadà àtúpalẹ̀ àtúpalẹ̀ ń wáyé ṣe àlàyé ní àkókò gidi

Ní ìyàtọ̀ sí àwọn ọ̀nà tí ó dá lórí ooru tàbí ìráhùn, àwọn ibi ìkọ̀kọ̀ NV ní àyẹ̀wò ìdìpọ̀ ìdìpọ̀ ±0,1% kódà ní 600°C tí ó mú kí wọ́n dára gan-an fún wíwo ìdúróṣinṣin òwú dáyámọ́ǹdì

Ìwé Ìṣàlàyè: Ìwàsíwájú Ìyípò Ìyípò Ní àwọn Ìyípò NV Tí Wà Nínú Àdámù Ní Ìpò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìyípò Ìy......

Ìwé ìṣàlàyè tí ó wà láti ṣe àtúnṣe nípa àwọn ìyípò NV tí wà nínú àdámù nípa ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyípò ìyíp......

Ìsí ìpènì NV sọ pé àwọn ààyò tí ó wà ní ìpínlè àwọn ìyára tí ó wà ní ìgbà tí ó kéré ju 8 sẹkondi lọ sí ìwáìyà tí ó rírò—ní ṣe àtúnṣe pé ìsí ìpènì ìyà tó wà ní àwọn ààyò NV le ṣe ìlò láti ṣe àwárí àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ tí ó bá ṣẹlẹ̀ ní ìwáìyà. Ìsí ìpènì ìlọ́wọ́ ìṣẹ̀lẹ̀ ìdájọ́ láti àwọn ààyò NV ṣàfihan ìdájọ́ tí ó wà ní àwọn ìyára tí ó wà ní ìgbà tí ó kéré ju 70% ní ìbáṣepọ̀ pẹ̀lú àwọn ìsí ìpènì tí ó wà ní ìyà tí ó wà ní ìgbà tí ó kéré ju.

Ìmúṣọ̀ Ìyà Tí ó Wà Ní Ìgbà Tí ó Kéré Ju Láti Àwọn Ìyára Tí ó Wà Ní Ìgbà Tí ó Kéré Ju Láti Àwọn Ìyára Tí ó Wà Ní Ìgbà Tí ó Kéré Ju Ní Àwọn Iṣẹ́ Ìdájọ́

Ìmúṣọ̀ Téknọlọ́jì: Ìyà Tí ó Wà Ní Ìgbà Tí ó Kéré Ju Láti Àwọn Ìyára Tí ó Wà Ní Ìgbà Tí ó Kéré Ju Láti Àwọn Ìyára Tí ó Wà Ní Ìgbà Tí ó Kéré Ju Ní Àwọn Iṣẹ́ Ìdájọ́

Àwọn ohun èlò tí wọ́n fi ń gé irin nínú ilé iṣẹ́ nílò àwọn ohun èlò tó lágbára tí wọ́n fi ń ṣe àwọn ohun èlò tó ní okùn tíntìntín kí wọ́n lè ṣiṣẹ́ dáadáa. Àwọn iná lásérì tó ń múni láyọ̀ àtàwọn ìsọfúnni tó ń múni mọ́lẹ̀ máa ń gba ibi àkànṣe kan kọjá, èyí sì máa ń jẹ́ kí àwọn ẹ̀rọ tó ń mú kí àwọn ẹ̀rọ náà máa yí padà máa rí ibi tí àwọn òkúta náà wà. Níbi tó wà ní àárín gbọ̀ngàn ọ̀pá náà, àwọn ẹ̀rọ tó ń mú kí ìró ìró máìkì máa ṣiṣẹ́, èyí sì máa ń jẹ́ kí ọ̀nà tí ọ̀pá náà ń gbà yí padà máa ṣiṣẹ́ dáadáa. Ní àkókò kan náà, àwọn ẹ̀rọ tó ń ṣiṣẹ́ yára ń rí àwọn àmì ODMR tí wọ́n ń lò bí wọ́n ṣe ń ṣiṣẹ́. Gbogbo ètò náà máa ń wà ní ìsopọ̀ pẹ̀lú ọpẹ́ sí ìmọ̀ ẹ̀rọ ìyípo tí ó ń jẹ́ kí ìsọfúnni lè máa lọ láìlo okùn kódà nígbà tí àwọn ọ̀pá bá ń yí padà ní ìyípo 3,000 rpm. Èyí ṣe pàtàkì gan-an nígbà tí wọ́n bá ń gé òkúta àpáta tàbí bẹ́tẹ́ẹ̀tì, nítorí pé bí ooru bá ń mú gan-an tàbí tí nǹkan bá ń ṣe wọ́n lójijì, ó máa ń gba pé kí wọ́n tètè ṣe nǹkan kan kí wọ́n tó lè dáàbò bo ara wọn.

Ìdènà ariwo: Mímú kí ìwádìí ODMR dúró sán-ún láàrín ìyọlẹ́nu ooru àti ti ẹ̀rọ alágbèéká

Àwọn ibi iṣẹ́ ẹ̀rọ máa ń fa ìṣòro fún ìwádìí nípa àwọn ohun tó ń jẹ́ quantum sensing, ìyẹn ni ìyípo ooru, ariwo mànàmáná àti ìmí-ò-to. Àwọn ọ̀nà tí a ti fi hàn pé ó ṣeé ṣe láti dín ìṣòro náà kù ni:

• Ìdásílẹ̀ ojú ooru tó ń ṣiṣẹ́ nípa lílo àwọn ohun èlò ìtutù Peltier (ìmọ̀ tó ṣe pàtó ní ± 0,1°C)
• Ààbò Mu-metal tí ó ń dín ìyọ̀ǹda 50/60 Hz kù ní 40 dB
• Ìmúrasílẹ̀ ìdìde tí ó ń ya àwọn àmì ODMR tí a fi ààlà ṣe ní àyẹ̀wò kúrò nínú ariwo àlàfo

Ìdánwò ojú ọ̀nà tí olùṣe irinṣẹ́ oníṣòwò kan ṣe mú kí àyẹ̀wò ìdààmú tó wà ní 15 μm ṣeé ṣe láìka ìmí-ò-dùn àyíká tó ju 5 g RMS sí, èyí sì fi hàn pé àwọn ohun èlò tó ń rí sí bí ilé ìkòkò ṣe rí

Láti Ìwádìí Ìdààmú Ìṣòro Lórí Ipele Kánà sí Ìtọ́jú Tó Ń Ṣàpẹẹrẹ Ìṣòro Nínú Iṣẹ́ Ìṣẹ́wọ́

Ṣíṣe ìlàlóye: Ìdáhùn Àyẹ̀wò Gíga Àtàwọn Ìdúróṣinṣin Nínú Àyíká Iṣẹ́ Tó Le koko

Ìwádìí ìdánwò ìdánwò oní-ní-nọ́ńbà lè rí àwọn àbùdá kékeré ní àyè-nọ́ńbà, èyí sì lè mú kí a lè máa ṣe àyẹ̀wò àwọn ọ̀bẹ̀ ní àkókò gidi. Ẹ̀rọ yìí máa ń rí àmì pé ara ti ń rẹ̀ni àti pé ara ti ń wú kó tó di pé nǹkan kan ṣẹlẹ̀. Fífi àwọn ibi àkànṣe àgbájọ sínú àwọn ọ̀bẹ́ àfọ́nrìndà ń béèrè iṣẹ́ ìkọ́lé tó le koko. Àwọn ẹ̀rọ tó ń ríran nǹkan ṣe nílò àwọn ohun èlò tó máa ń dáàbò bò wọ́n lọ́wọ́ àwọn ohun tó lè ba nǹkan jẹ́ nígbà tí wọ́n bá ń gé nǹkan. Ìdúróṣinṣin ooru tún ṣe pàtàkì gan-an nítorí pé ìfúnpá máa ń mú ooru jáde tó lè ba àwọn ìṣirò oníwọ̀n-ọ̀hún jẹ́. Wíwá ibi tó dára yìí láàárín dídánwò àwọn ohun tíntìntín tó ní agbára àti ìkọ́lé tó lágbára gan-an yí ọ̀nà tá a gbà ń ṣe ìwádìí nípa àwọn ohun tó wà nínú ilé padà. Ilé-iṣẹ́ ìwakùsà kan dín àkókò tí wọn kò retí tí wọ́n fi ń ṣiṣẹ́ kù ní ìdá 41% nígbà tí wọ́n bẹ̀rẹ̀ sí í lo ìmọ̀-ẹ̀rọ yìí ní pápá. Ó fi hàn pé àyẹ̀wò àbùdá oníṣàn kì í ṣe àyẹ̀wò àkànṣe mọ́, bí kò ṣe ohun kan tó lè ṣiṣẹ́ nínú ayé gidi. Nígbà táwọn iléeṣẹ́ bá ń lo gbogbo ìsọfúnni tó wà nínú ìsọfúnni yìí láti fi ṣe àwòṣe, wọ́n á túbọ̀ mọ bí wọ́n ṣe lè ṣètò ìgbà tí wọ́n máa fi àtúnṣe ṣe, wọ́n á mú kí ọ̀bẹ máa pẹ́ láyé, wọ́n á sì máa gẹ́gé Gbogbo àtúnṣe wọ̀nyí túmọ̀ sí ìnáwó tó dín kù àti ewu tó dín kù fún àwọn iṣẹ́ ńlá tí wọ́n ń ṣe nínú ilé iṣẹ́.

Àwọn àwùjọ FọọKù

Kí ni àwọn ibi tí èròjà nitrogen wà nínú dáyámọ́ǹdì?
Àwọn àárín gbùngbùn NV jẹ́ àbùkù nínú dáyámọ́ǹtì níbi tí átómù nitrogen ti wà lẹ́bàá ibi tí kò sí àbùkù. Àwọn àárín gbùngbùn wọ̀nyí ní àwọn ànímọ́ àrà ọ̀tọ̀ tó máa ń jẹ́ kí wọ́n lè fara da ìnira tó ń bá ara wọn fínra.

Báwo ni àwọn ibi ìkóhun-ìṣẹ̀dá NV ṣe ń rí ìdààmú ọkàn?
Ìfúnpá máa ń nípa lórí àbùdá àdúgbò àwọn ibùdó NV, ó máa ń fa ìyípadà nínú agbára wọn, èyí tí a lè rí nípa lílo ìmójúsó.

Kí ni ìtumọ̀ àwọn àmì àbùmọ́ tí wọ́n ń pè ní Optically Detected Magnetic Resonance (ODMR)?
Àwọn àmì ODMR máa ń fúnni ní ìlàlóye nípa àwọn àyípadà tí ìdààmú bá ní àwọn ibùdó NV, èyí sì máa ń jẹ́ kí wọ́n lè rí ìdààmú náà ní pàtó kódà nígbà tí ooru bá ga gan-an.

Báwo làwọn ibùdó NV ṣe lè mú kí àbójútó tó ń jẹ́ kí nǹkan tètè yéni sunwọ̀n sí i?
Wọ́n máa ń jẹ́ kí wọ́n lè rí àwọn ẹ̀yà ara tó ti bà jẹ́ kí wọ́n tó rí i, èyí sì máa ń dín àkókò tí wọ́n fi ń ṣiṣẹ́ kù, ó sì máa ń jẹ́ kí àwọn ohun èlò náà máa lò ó fún àkókò gígùn.