es.wedoany.com Noticia: La Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth (CSIRO) está colaborando con la Universidad de Melbourne y el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Cuántica de Japón (QST) para convertir partículas de diamante industrial de bajo costo en nanodiamantes de precisión adecuados para tecnologías de detección cuántica.
El proyecto tiene como objetivo establecer una ruta de fabricación escalable y de menor costo para materiales de diamante de grado cuántico. Este material podría producirse dentro de Australia para reducir la dependencia de las cadenas de suministro internacionales y respaldar los planes de desarrollo de tecnologías cuánticas más amplios del país.
Los diamantes sometidos a un tratamiento especial de ingeniería pueden funcionar como sensores cuánticos de alta sensibilidad para detectar señales magnéticas débiles generadas por moléculas cercanas. Esta capacidad puede aplicarse en análisis químicos, monitoreo ambiental, diagnóstico médico, sistemas de defensa y futuras tecnologías de computación cuántica.
La función de detección depende de defectos a nivel atómico en la estructura cristalina del diamante: los centros de vacancia de nitrógeno (NV). Estos defectos permiten que el diamante responda a cambios en campos magnéticos, eléctricos, temperatura y otras condiciones ambientales, funcionando así como sensores a escala nanométrica.
Los investigadores se centran en desarrollar métodos para crear centros NV estables y efectivos cerca de la superficie de los nanodiamantes. Esta ubicación es crucial para lograr un rendimiento óptimo de detección. El proceso incluye la creación de vacancias en la red cristalina del diamante y su combinación con átomos de nitrógeno para formar centros de detección.
Se espera que esta tecnología impulse una fabricación química más limpia y segura al mejorar la detección e identificación de productos químicos en mezclas complejas. Las aplicaciones potenciales futuras también incluyen la detección de biomarcadores de enfermedades y contaminantes ambientales en trazas.
Muchos sistemas cuánticos basados en diamantes existentes dependen de materiales de diamante monocristalino escasos y costosos. Al desarrollar una ruta escalable para nanodiamantes con centros NV listos para la detección, los investigadores buscan reducir los costos de producción y ampliar el alcance de las tecnologías de detección cuántica.
La colaboración con QST permite al equipo de investigación acceder a instalaciones especializadas de haces cuánticos e irradiación que actualmente no están disponibles en Australia. Esta colaboración tiene como objetivo desarrollar experiencia local y, en última instancia, establecer la capacidad de producción nacional de materiales de diamante de grado cuántico, reduciendo la dependencia de grandes instalaciones en el extranjero.
El proyecto cuenta con el financiamiento del Fondo de Diplomacia Científica y Tecnológica Global del gobierno australiano y forma parte de una colaboración científica más amplia entre Australia y Japón.
En la siguiente fase del proyecto, los investigadores se centrarán en mejorar la consistencia y el rendimiento de los nanodiamantes, incluida la optimización de la ubicación de los centros NV y la mejora del tratamiento de superficies para aumentar la estabilidad de la detección. Estos materiales también se someterán a más pruebas y validaciones en aplicaciones de detección reales.
El objetivo a largo plazo es establecer una capacidad de fabricación australiana de extremo a extremo para materiales de diamante de grado cuántico, apoyando la participación de la industria local en la cadena de suministro global emergente de tecnologías cuánticas.
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