Это крошечное радио – чьи стандартные блоки – размер двух атомов – может противостоять чрезвычайно резкой окружающей среде и биологически совместимо, подразумевая, что это могло работать где угодно от исследования на Венере к кардиостимулятору в человеческом сердце.Исследование было во главе с Марко Лонкэром, профессором Тиэнтсай Лин Электротехники в МОРЯХ, и его аспирантом Линбо Шао и издало в Прикладной Physical Review.
Радио использует крошечные недостатки в алмазах, названных центрами вакансии азота (NV). Чтобы сделать центры NV, исследователи заменяют один атом углерода в алмазном кристалле с атомом азота и удаляют соседний атом – создание системы, которая является по существу атомом азота с отверстием рядом с ним.
Центры NV могут использоваться, чтобы испустить единственные фотоны или обнаружить очень слабые магнитные поля. У них есть фотолюминесцентные свойства, означая, что они могут преобразовать информацию в свет, делая их сильными и многообещающими системами для квантового вычисления, phontonics и ощущения.У радио есть пять основных компонентов – источник энергии, приемник, преобразователь, чтобы преобразовать высокочастотный электромагнитный сигнал в воздухе к низкочастотному току, спикеру или наушникам, чтобы преобразовать ток, чтобы звучать и тюнер.В устройстве Гарварда электроны в алмазных центрах NV приведены в действие или накачаны зеленым светом, излучаемым от лазера.
Эти электроны чувствительны к электромагнитным полям, включая волны, используемые в радио FM, например. Когда центр NV получает радиоволны, он преобразовывает их и испускает звуковой сигнал как красный свет. Общий фотодиод преобразовывает тот свет в ток, который тогда преобразован, чтобы звучать через простого спикера или наушник.
Электромагнит создает сильное магнитное поле вокруг алмаза, который может использоваться, чтобы изменить радиостанцию, настраивая частоту получения центров NV.Шао и Лонкэр использовали миллиарды центров NV, чтобы повысить сигнал, но радио-работы с единственным центром NV, испустив один фотон за один раз, а не поток света.
Радио чрезвычайно эластично благодаря врожденной силе алмаза. Команда успешно играла музыку на уровне 350 градусов Цельсия – приблизительно 660 Фаренгейтов.«У алмазов есть эти уникальные свойства», сказал Лонкэр. «Это радио было бы в состоянии работать в космосе в резкой окружающей среде и даже человеческом теле, поскольку алмазы биологически совместимы».
Это исследование было создано в соавторстве Мянь Чжаном, Мэтью Маркхэмом и Эндрю М. Эдмондсом. Это было поддержано частично Центром STC Интегрированных Квантовых Материалов.Видео: https://www.youtube.com/watch? v=aytf0Jk8YJ4