Rózsaszín gyémántban hozták létre a világ legkisebb rádióvevőjét

A valaha készült legkisebb rádióvevőt alkották meg a Harvard Egyetem John A. Paulson Mérnöki és Alkalmazott Tudományok Iskolájának mérnökei. 

Ehhez a gyémánt rácsszerkezetébe épített nitrogén-vakancia (NV) hibákat és ezek különleges optikai tulajdonságait használták ki. Ezek a NV hibák gyakorlatilag a gyémánton belüli szennyeződések. Úgy hozták létre őket a kutatók, hogy a gyémántrácsban két szénatom helyére egy nitrogénatomot építettek be, a másik hely pedig üresen maradt, vagyis egy atomnyi űr keletkezett a nitrogénatom mellett. A legkisebbek NV hiba mindössze két atomnyi méretű.

A nitrogén-vakanciák fotolumineszcensek, vagyis elnyelik és újra kibocsátják a fényt alkotó fotonokat. Ezzel képesek az információt fénnyé alakítani, ezért például a kvantuminformatikai kísérletekben is előszeretettel alkalmazzák.

A harvardi kutatók apró rádióvevőjében a nitrogén-vakanciák elektronjait egy lézer zöld fénye látja el energiával, amitől érzékennyé válnak az elektromágneses mezőkre, mint amilyenek a rádióhullámok is. Ezért amikor rádióhullámok érik a nitrogén-vakanciát, átalakítja ezeket, és vörös fényként bocsátja ki a jelet. Ezt a vörös fényt aztán egy hagyományos fotodióda alakítja árammá, amelyet végül egy egyszerű hangszóró alakít hanggá.

A kutatók erős mágneses teret hoztak létre a a gyémánt körül, ennek a manipulálásával tudják változtatni a nitrogén-vakanciák frekvenciáját, hogy a rádiót a megfelelő állomásra lehessen hangolni. A rendszer már egyetlen nitrogén-vakanciával is működik, de a kutatók több milliárd ilyen hibát használtak, hogy ezzel erősítsék a jelet.

A végeredmény ebben a videóban meghallgatható:

A miniatűr rádióadó nagyon ellenálló, ezért extrém időjárási körülmények közötti vagy űrbeli kommunikációra is alkalmas lehet a jövőben, de mivel biokompatibilis, az emberi testen belül, például pacemakerekben vagy más műszerekben is hasznosítható lehet.