Mokslininkai iš Harvardo Inžinerijos ir taikomųjų mokslų instituto pagamino mažiausią pasaulyje radijo imtuvą – jo imtuvą sudaro tik du deimanto atomai.
Juose buvo sukurtos azoto-vakansijos centrai (nitrogen-vacancy centers) – vienas anglies atomas deimanto kristale yra pakeistas azoto atomu, ir pašalintas šalia esantis kitas anglies atomas. Tokie centrai gali būti naudojami emituoti vieną fotoną arba aptikti labai silpnus magnetinius laukus. Jie turi fotoliuminescensinių savybių, ir gali būti labai perspektyvus komponentas kvantinės kompiuterijos, optoelektronikos įrenginiuose.
Radija turi penkis pagrindinius komponentus – maitinimo šaltinį, imtuvas, tiunerį, keitiklį, konvertuojantį aukšto dažnio radijo bangų elektromagnetinius signalus į garso dažnius, ir garsiakalbius.
Azoto-vakansijos centrai yra sužadinami žalios šviesos iš lazeriu. Šių centrų sužadinti elektronai tampa labai jautrūs elektromagnetiniams laukams, įskaitant ir radijo signalams perduoti naudojamų megahercų dažnio (FM) bangoms. Toks centras, paveiktas radijo bangų, išspinduliuoja raudonos šviesos fotoną, kurį įprastinis fotodiodas paverčia elektros srove, kuri vėliau virsta garsu, skambančiu per garsiakalbius ar ausines.
Dažnio derintuvo – tiunerio – vaidmenį atlieka elektromagnetas, sukuriantis stiprų magnetinį lauką aplink deimantą – keičiant šio lauko stiprumą, galima keisti ir kokiam radijo bangų dažniui taps jautrūs azoto-vakansijos centrai.
Nors norint sustiprinti signalą, reikia naudoti milijardus centrų, tačiau jo kertinis elementas – vos dviejų atomų dydžio azoto-vakansijos centras, skleidžiantis vieną fotoną vienu metu. Tokio centro pakaktų, kad radijo imtuvas veiktų – tiesa, galia būtų per maža, kad ją būtų galima sustiprinti.
Ši radija buvo išmėginta 350 laipsnių Celsijaus temperatūroje, ir sėkmingai veikė. Tokį atsparumą jai suteikia vienos tvirčiausių medžiagų – deimanto – kristalo gardelė.
https://youtu.be/aytf0Jk8YJ4
World’s smallest radio receiver has building blocks the size of two atoms
Daugiau:
Jutiklis, naudojantis radijo bangas ypač mažiems slėgio pokyčiams matuoti
Skaitmenizacija muzikos industrijoje
Metamedžiagų plokštelė infraraudonųjų spindulių diapazone virsta chameleonu
VU fizikas triumfavo Europos palydovinės navigacijos konkurse