Ett team av forskare på IBM har utvecklat ett nytt sätt att mäta magnetfältet hos enskilda atomer som erbjuder 1000 gånger energiupplösningen från konventionella tekniker. I deras tidning publicerad i tidningen Naturnanoteknik, teamet beskriver deras tillvägagångssätt, hur bra det fungerar och deras förhoppning att de kommer att kunna ändra det på ett sådant sätt att andra med mindre specialiserad hårdvara kan använda det.

Forskare är angelägna om att bättre mäta magnetfält för enskilda atomer eftersom de tror att det kommer att leda till en bättre förståelse av material och biologiska interaktioner - särskilt de som innefattar svaga magnetiska interaktioner. Nuvarande metoder är beroende av att använda defekter i diamanter, även om teamet på IBM noterar att tidigare arbete på deras labb visar att det är möjligt att mäta svaga interaktioner på ett annat sätt, ett tillvägagångssätt som beskrivs som utmanande. I denna nya insats, laget har hittat ett sätt att få jobbet gjort som är relativt enkelt, fastän, de noterar, det kräver speciell hårdvara.

I det nya tillvägagångssättet, en atom som kallas en sensor placeras nära en målatom inuti ett skanningstunnelmikroskop - ett magnetfält appliceras sedan på mikroskopet följt av ett skott av elektricitet till tunnelkorsningen. Därifrån, atomens frekvens övervakas - när den överensstämmer med processens snurr (rotationsaxeln runt ett magnetfält som återspeglar dess magnetism), det avslöjar måttet på magnetfältet. Förändringen i orientering mäts genom att flytta sensoratomen till mikroskopets sensortopp.

Forskarna fann att deras tillvägagångssätt var mycket mer exakt och lättare att läsa än andra metoder, påpekade att signalen de fick från tekniken var både starkare och mer robust. De noterar också att få andra laboratorier sannolikt har den kombination av utrustning (som högfrekvenskablar som läggs till i mikroskopet) som krävs för att replikera sin teknik, så de planerar att fortsätta arbetet i hopp om att uppnå samma resultat under mer avslappnade förhållanden.

© 2017 Phys.org