Atklājumi.lv

e-žurnāls par zinātni, cilvēku un rītdienas tehnoloģijām

Pieslēgties Reģistrācija

Pieslēgties

Lietotājvārds *
Parole *
Atcerēties

Izveidot profilu

Fields marked with an asterisk (*) are required.
Vārds *
Lietotājvārds *
Parole *
Parole pārbaudei *
E-pasts *
E-pasts pārbaudei *
Captcha *

No dimanta kristāla izgatavots pasaulē mazākais radioaparāts

Tehnoloģiskās attīstības temps arvien biežāk liek pārvērtēt tādu apzīmējumu kā “portatīvs” nozīmi. Šo atziņu nule apstiprinājuši Harvardas universitātes (ASV) un “Element Six” centra (Lielbritānija) fiziķi, kuri, atskaņojot Ziemassvētku dziesmu, demonstrējuši sabiedrībai savu jaunāko sasniegumu: pasaulē mazāko, no dimanta kristāla izgatavotu radiouztvērēju. Ierīces fizikālās īpašības un lielā izturība nākotnē to varētu ļaut izmantot gan kvantu datoru būvniecībā, gan arī radiosakaru nodrošināšanai tādās skarbās vidēs kā, piemēram, atklātā kosmosā vai īpaši skābajā Venēras atmosfērā.

Raksts par uztvērēju, tā izgatavošanā izmantotajām teholoģijām un darbības principiem publicēts izdevumā “Physical Review Applied”. 

Unikālais uztvērējs sastāv no 5 parastajām radioaparāta komponentēm: enerģijas pārveidotāja, uztvērēja, pārveidotāja, frekvenču regulatora un skaļruņa.

Enerģijas pārveidotāja un radioviļņu uztvērēja lomu pasaulē mazākajā radioaparātā pilda speciāli apstrādāts dimanta kristāls, kura atomrežģī daļa oglekļa atomu aizvietoti ar tā sauktajiem slāpekļa vakanču centriem (SVC - nitrogen-vacancy center).

SVC rodas no dabīgiem vai mākslīgi izveidotiem slāpekļa atomu ieslēgumiem – piemaisījumiem – dimantā. Augstā temperatūrā ilgstoši apstarojot dimanta kristālu ar enerģētisku elementārdaļiņu, piemēram, elektronu vai ūdeņraža jonu plūsmu, tā režģī esošie slāpekļa atomi uztver kinētisko enerģiju un ar tās palīdzību “izsit” laukā blakus esošo oglekļa atomu, izveidojot “vakanci” jeb tukšu vietu.

SVC, pateicoties to īpašajam elektronu spinam, spēj ne tikai rezonēt ar FM frekvences radioviļņiem, bet arī, saņemot lāzera impulsus, emitēt fluorescējošu gaismu. Minēto īpašību dēļ SVC tiek uzskatīti par perspektīvu risinājumu augstas izturības mikroskopisku radiouztvērēju kā arī kvantu datoru detaļu izgatavošanā.

Kad radioviļņi SVC sastopas ar zaļa lāzera stara (532 nm) enerģētiski ierosinātajiem elektroniem, tie tiek pārveidoti par sarkanu gaismu, kura tālāk parastā fotodiodē tiek transformēta elektriskajā strāvā, kas, savukārt, nonākot skaļrunī, ļauj reproducēt uztverto signālu. Par frekvenču regulatoru miniatūrajam aparātam kalpo līdzstrāvas elektromagnēts, kam mainot piemēroto spriegumu (voltāžu), var mainīt frekvenci, tādējādi pārejot no viena kanāla (stacijas) uz citu.

Eksperimentālajā radioaparātā, lai panāktu kvalitatīvāku audiosignāla pārraidi, tika izmantots dimanta kristāls ar miljoniem SVC, taču principā kā radiouztvērējs varētu darboties arī tikai viens atsevišķais, divu atomu lielais SVC.

Aplūkotajā pētījumā izgatavotais dimanta kristāla SVC uztvērējs tika izmēģināts temperatūrās no 25C līdz 400C, taču, kā norāda publikācijas autori, tas būtu spējīgs darboties arī daudz karstākos apstākļos.

Avots:

news.harvard.edu

Brīvpieejas materiāls. Pārpublicēt atļauts tikai ievērojot ŠOS NOTEIKUMUS.