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FP7

DIADEMS Resultado resumido

Referencia del proyecto: 611143
Financiado con arreglo a: FP7-ICT
País: Francia

Medición de campos magnéticos a escala nanométrica

Gracias a fondos europeos, unos científicos están desarrollando un novedoso magnetómetro capaz de medir hasta la escala atómica, lo que allana el camino para lograr avances notables en numerosos campos científicos.
Medición de campos magnéticos a escala nanométrica
Ser capaz de medir con precisión campos magnéticos es crucial para una gama amplia de estudios científicos, desde la exploración del encéfalo y la informática hasta la detección de recursos subterráneos como gas y petróleo e incluso la cartografía de yacimientos arqueológicos.

Los artífices de un proyecto de cuatro años de duración llamado DIADEM, financiado con fondos europeos, trabajan en avanzar la tecnología usada en la actualidad para detectar campos magnéticos y así aumentar la mayor precisión hasta alcanzar la menor escala posible, la nanométrica.

Un magnetómetro basado en diamante

En resumidas cuentas, DIADEMS está creando unos sensores diminutos capaces de detectar señales magnéticas muy leves. Con ese fin, sus científicos sustituyen un átomo único de carbono de un diamante de cristal único ultrapuro por un átomo de nitrógeno, mientras que dejan hueca una retícula adyacente, de tal modo que crean lo que llaman un centro de vacantes de nitrógeno («Nitrogen Vacancy», NV).

Los centros NV son estructuras similares a átomos en estado sólido que poseen propiedades magnéticas conformes a la mecánica cuántica y que son propicias para desarrollar magnetómetros de gran sensibilidad a escala atómica. «Con el proceso que estamos desarrollando, se puede controlar la orientación de los centros NV dentro del cristal. Es una técnica bastante novedosa», explicó el Dr. Thierry Debuisschert de Thales SA (un destacado grupo francés de ingeniería y electrónica), que coordina el proyecto DIADEMS.

El equipo de DIADEMS utiliza diamantes puros artificiales obtenidos en un laboratorio en condiciones muy controladas. Los científicos están creando el centro NV en el diamante en condiciones muy rigurosas. Este centro está listo para su uso a temperatura ambiente. En consecuencia, una vez esté lista la tecnología, resultará más sencilla de implantar que otras tecnologías que solo funcionan en condiciones concretas, por ejemplo temperaturas superfrías.

Sensores compactos para biología, informática y minería

El proyecto aspira a desarrollar dispositivos generadores de imagen de campo amplio que son capaces de tomar medidas de campos magnéticos con gran precisión. Pretende también construir un magnetómetro de sonda de barrido y cabezales de sensor dotados con una resolución muy elevada.

«Son sensores a escala atómica que permiten realizar mediciones localizadas en el rango de los diez nanómetros. Su sensibilidad también es buena. Esperamos poder construir unos sensores compactos, sensibles y sencillos de usar que puedan usarse en dominios como la biología, el almacenamiento magnético y la minería», señaló el Dr. Debuisschert.

Con estas técnicas, a la larga los investigadores podrán seguir con gran precisión cuanto sucede a escala molecular y atómica, y ello podría dar lugar a una gama amplia de aplicaciones. En un futuro, con esta tecnología, los científicos podrían observar la transformación de moléculas en reacciones químicas fijándose en los cambios del espín de sus electrones. Además, las técnicas desarrolladas por el proyecto podrían brindar discos de almacenamiento más pequeños, rápidos y densos para su uso en informática (valiéndose de técnicas cuánticas, los científicos pueden reducir el tamaño de los dominios magnéticos donde se almacena la información). Esta tecnología podría usarse también para analizar circuitos microelectronicos que se emplean en los smartphones. Por último, con esta tecnología quizás podría estudiarse los campos magnéticos generados por la actividad neuronal en el encéfalo. A largo plazo, esto permitiría profundizar el conocimiento científico de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer.

«Es una tecnología puntera puesto que toma medidas que resultan imposibles con otras técnicas. Es capaz de monitorizar la señal de resonancia magnética de una única molécula y medir la temperatura local de un objeto a escala micrométrica», añadió el Dr. Debuisschert.

Sin embargo, el desarrollo de tales técnicas sofisticadas se encuentra aún en una fase incipiente de laboratorio. Pese a no entrar en el alcance actual del proyecto, el Dr. Debuisschert señaló que «un paso importante a continuación será desarrollar aplicaciones fuera del laboratorio».

Para más información, consulte: Sitio web del proyecto DIADEMS.

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Palabras clave

DIADEMS, diamantes, mediciones magnéticas, sensores, mapeo del encéfalo, computación, TIC, cuanto
Número de registro: 182749 / Última actualización el: 2016-05-12
Dominio: Tecnologías industriales