Magnétomètre NV à balayage, microscope diamant quantique

Etude de Skyrmion - Applications AFM du centre Quantum Diamond NV

Pouvez-vous imaginer un disque dur d’ordinateur portable de la taille d’un grain de riz ? Skyrmion, une mystérieuse structure de quasiparticules dans le champ magnétique, pourrait faire de cette idée apparemment impensable une réalité, avec plus d'espace de stockage et des taux de transfert de données plus rapides pour ce « grain de riz ». Alors, comment observer cette étrange structure de particules ? Le CIQTEK Quantum Diamond Atomic Le microscope à force (QDAFM), basé sur le centre de vacance d'azote (NV) en imagerie à balayage diamant et AFM, peut vous donner la réponse. Qu'est-ce que Skyrmion Avec le développement rapide des circuits intégrés à grande échelle, le processus de puce à l'échelle nanométrique, l'effet quantique est progressivement mis en évidence et la « loi de Moore » a rencontré des limites physiques. Dans le même temps, avec une telle densité de composants électroniques intégrés sur la puce, le problème de la dissipation thermique est devenu un défi de taille. Les gens ont un besoin urgent d'une nouvelle technologie pour surmonter les goulots d'étranglement et promouvoir le développement durable des circuits intégrés. Les dispositifs spintroniques peuvent atteindre une plus grande efficacité dans le stockage, le transfert et le traitement des informations en exploitant les propriétés de spin des électrons, ce qui constitue un moyen important de résoudre le dilemme ci-dessus. Ces dernières années, les propriétés topologiques des structures magnétiques et leurs applications associées devraient devenir les supports d'informations des dispositifs spintroniques de nouvelle génération, qui constituent l'un des points chauds de la recherche actuelle dans ce domaine. Le skyrmion (ci-après appelé skyrmion magnétique) est une structure de spin topologiquement protégée avec des propriétés de quasi-particules, et en tant que type particulier de paroi de domaine magnétique, sa structure est une distribution de magnétisation avec des vortex. Semblable au mur du domaine magnétique, il existe également un retournement de moment magnétique dans le skyrmion, mais contrairement au mur de domaine, le skyrmion est une structure vortex, et son retournement de moment magnétique se fait du centre vers l'extérieur, et les plus courants sont de type Bloch. skyrmions et skyrmions de type Neel. Figure 1 : Diagramme schématique de la structure du skyrmion. (a) Skyrmions de type Neel (b) Skyrmions de type Bloch Le skyrmion est un support d'informations naturel doté de propriétés supérieures telles qu'une manipulation facile, une stabilité facile, une petite taille et une vitesse de conduite rapide. Par conséquent, les appareils électroniques basés sur les skyrmions devraient répondre aux exigences de performances des futurs appareils en termes de capacité non volatile, élevée, de vitesse élevée et de faible consommation d'énergie. Quelles sont les applications des Skyrmions Mémoire d...

Technologie d'imagerie magnétique du centre Diamond NV pour la recherche cellulaire

La lumière, l’électricité, la chaleur et le magnétisme sont toutes des grandeurs physiques importantes impliquées dans les mesures des sciences de la vie, l’imagerie optique étant la plus largement utilisée. Avec le développement continu de la technologie, l’imagerie optique, en particulier l’imagerie par fluorescence, a considérablement élargi l’horizon de la recherche biomédicale. Cependant, l’imagerie optique est souvent limitée par le signal de fond dans les échantillons biologiques, l’instabilité du signal de fluorescence et la difficulté de quantification absolue, qui limitent dans une certaine mesure son application. L'imagerie par résonance magnétique (IRM) est une bonne alternative et a un large éventail d'applications dans certains scénarios importants des sciences de la vie, tels que l'examen des lésions crâniennes, neurologiques, musculaires, tendineuses, articulaires et abdominopelviennes, en raison de son faible pouvoir pénétrant. caractéristiques de fond et de stabilité. Bien que l’IRM soit censée remédier aux défauts mentionnés ci-dessus de l’imagerie optique, elle est limitée par une faible sensibilité et une faible résolution spatiale, ce qui la rend difficile à appliquer à l’imagerie au niveau tissulaire avec une résolution du micron au nanomètre. Un capteur magnétique quantique émergent développé ces dernières années, le centre de lacune d'azote (NV), un défaut de point luminescent dans le diamant, la technologie d'imagerie magnétique basée sur le centre NV permet la détection de signaux magnétiques faibles avec une résolution allant jusqu'au niveau nanométrique et n'est pas -invasif . Cela fournit une plate-forme de mesure de champ magnétique flexible et hautement compatible pour les sciences de la vie. Il est unique pour mener des études au niveau des tissus et des diagnostics cliniques dans les domaines de l'immunité et de l'inflammation, des maladies neurodégénératives, des maladies cardiovasculaires, de la détection biomagnétique, des agents de contraste par résonance magnétique, et en particulier pour les tissus biologiques contenant des fonds optiques et des aberrations de transmission optique, et nécessite analyse quantitative. Technologie d'imagerie magnétique du centre Diamond NV Il existe deux principaux types de technologie d’imagerie magnétique diamantée à centre NV : l’imagerie magnétique à balayage et l’imagerie magnétique à grand champ. L’imagerie magnétique à balayage est combinée à la technique de microscopie à force atomique (AFM), qui utilise un capteur central en diamant monocolore. La méthode d’imagerie est un type d’imagerie à balayage en un seul point, qui présente une résolution spatiale et une sensibilité très élevées. Cependant, la vitesse et la plage d’imagerie limitent l’application de cette technique dans certains domaines. L'imagerie magnétique à grand champ, en revanche, utilise un capteur en diamant captif avec une forte concentration de centres NV par ra...

De nouveaux horizons pour les matériaux magnétiques 2D - Applications AFM du centre Quantum Diamond NV

Depuis des siècles, l’humanité explore sans relâche le magnétisme et les phénomènes qui y sont associés. Aux débuts de l'électromagnétisme et de la mécanique quantique, il était difficile pour les humains d'imaginer l'attraction des aimants sur le fer et la capacité des oiseaux, des poissons ou des insectes à naviguer entre des destinations distantes de plusieurs milliers de kilomètres - des phénomènes étonnants et intéressants avec le même phénomène. origine magnétique. Ces propriétés magnétiques proviennent de la charge en mouvement et du spin des particules élémentaires, aussi répandues que les électrons. Les matériaux magnétiques bidimensionnels sont devenus un point chaud de recherche d’un grand intérêt et ouvrent de nouvelles directions pour le développement de dispositifs spintroniques, qui ont des applications importantes dans les nouveaux dispositifs optoélectroniques et dispositifs spintroniques. Récemment, Physics Letters 2021, n° 12, a également lancé un dossier spécial sur les matériaux magnétiques 2D, décrivant les progrès des matériaux magnétiques 2D en théorie et dans les expériences sous différents angles. Un matériau magnétique bidimensionnel de seulement quelques atomes d’épaisseur peut servir de substrat pour de très petits composants électroniques en silicium. Ce matériau étonnant est constitué de paires de couches ultrafines empilées par les forces de Van der Waals, c'est-à-dire les forces intermoléculaires, tandis que les atomes à l'intérieur des couches sont reliés par des liaisons chimiques. Bien qu’il ne soit que d’épaisseur atomique, il conserve néanmoins des propriétés physiques et chimiques en termes de magnétisme, d’électricité, de mécanique et d’optique. Matériaux magnétiques bidimensionnels Image référencée depuis https://phys.org/news/2018-10-flexy-flat-Functional-magnets.html Pour utiliser une analogie intéressante, chaque électron dans un matériau magnétique bidimensionnel est comme une petite boussole avec un pôle nord et sud, et la direction de ces « aiguilles de boussole » détermine l’intensité de magnétisation. Lorsque ces « aiguilles de boussole » infinitésimales s’alignent spontanément, la séquence magnétique constitue la phase fondamentale de la matière, permettant ainsi la préparation de nombreux dispositifs fonctionnels, tels que des générateurs et des moteurs, des mémoires magnétorésistives et des barrières optiques. Cette propriété étonnante a également rendu les matériaux magnétiques bidimensionnels très chauds. Même si les processus de fabrication de circuits intégrés s’améliorent, ils sont déjà limités par les effets quantiques dus au rétrécissement des dispositifs. L'industrie microélectronique a rencontré des goulots d'étranglement tels qu'une faible fiabilité et une consommation d'énergie élevée, et la loi de Moore, qui dure depuis près de 50 ans, a également rencontré des difficultés (loi de Moore : le nombre de transistors pouvant être logés sur u...

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