Физики из МФТИ обнаружили, что дефектные алмазы с примесью никеля можно использовать для создания датчиков, пригодных для проведения медицинских и биологических исследований.
Дефектные алмазы представляют собой синтетические минералы с различными включениями в их углеродной решетке. Это могут быть атомы азота, кремния. Также могут быть пустоты, где отсутствуют углеродные атомы в кристаллической структуре. Эти аномалии придают алмазам особые квантовые характеристики. Ученые полагают, что такие кристаллы в будущем могут стать основой для разработки множества квантовых устройств и сенсоров.
Исследователи из МФТИ обнаружили, что алмазы, содержащие атомы никеля, обладают интересными свойствами. Эти алмазы с примесями легче производить, чем другие виды синтетических алмазов, но, несмотря на интерес со стороны ювелиров и аматоров алмазов, физики редко изучали их характеристики. Российские ученые провели первое исследование, изучая, как свечение таких алмазов меняется при изменении температуры окружающей среды.
Эксперименты показали, что дефектные алмазы способны излучать инфракрасное излучение в том спектральном диапазоне, в котором человеческое тело прозрачно. Более того, интенсивность этого свечения изменяется всего на 1,3% при изменении температуры окружающей среды на градус Цельсия.
Эти изменения особенно выделяются при температурах между 23 и 85 градусами Цельсия. Это свойство может сделать алмазы с атомами никеля доступными и эффективными для создания относительно недорогих и высокочувствительных термометров, применяемых в биологических и медицинских исследованиях.
В будущем исследователи планируют изучать наноалмазы, размером менее 500 нанометров, которые могут использоваться для создания поверхностных карт. Покрыв объекты такими наночастицами, можно будет получить не только информацию о температуре в разных точках, но и создать обширные термографические изображения, регистрируя временную луминесценцию по всем алмазам.
Фото: Edgar Soto / Unsplash.com
