Новое направление открывает широкие возможности для применения в геологоразведке и других отраслях, где необходима высокая чувствительность к изменениям магнитного и электрического полей, а также высокая скорость работы.
Проект по созданию квантового магнитометра с датчиком на основе синтезированной алмазной пластины ведется на базе научно-образовательного центра мирового уровня «Российская Арктика: новые материалы, технологии и методы исследования» в лаборатории по диагностике углеродных материалов и спиново-оптических явлений в широкозонных полупроводниках.
Технология основана на создании в синтетических алмазах специальных дефектов, так называемых NV-центров. Для этого применяются методы синтеза алмазов высокого давления и температуры и послойного CVD-выращивания в САФУ, последующее облучение и термообработка. Результатом становится уникальный материал, способный регистрировать на квантовом уровне даже небольшие изменения электромагнитного поля.
Разработка может применяться в различных областях, например, в навигационных и радиолокационных системах, а также в геологоразведке. Сейчас одним из ключевых направлений является создание портативных квантовых магнитометров, чувствительных к сверхслабым изменениям магнитного поля, сопровождающем, в том числе залежи полезных ископаемых.
На данные момент магнитометры, которые используются в геологоразведочных работах, имеют ряд несовершенств: обладают низкой чувствительностью или имеют слишком большой вес, что затрудняет их применение. Совместная разработка молодежной лаборатории САФУ и компании «АГД Даймондс» имеет чувствительность в десятки раз выше аналогов, а компактность и мобильность устройства — его масса составляет всего 1,5 кг — позволит интегрировать аппарат в беспилотные летательные аппараты. Такие устройства могут эффективно использоваться для поиска рудных тел, локализации кимберлитовых трубок и детального анализа геологических структур, особенно в труднодоступных районах Архангельской области.
— Развитие квантовых технологий — это не просто научный прорыв, а стратегический шаг в сторону высокотехнологичного освоения Арктики. Важно, что такие инициативы реализуются в партнерстве с крупной промышленной компанией «АГД Даймондс». Это пример того, как наука и производство вместе могут создавать решения, способные изменить подход к геологоразведке в северных широтах, — отметил научный руководитель НОЦ мирового уровня «Российская Арктика» Марат Есеев.
САФУ уже изготовил действующий прототип квантового датчика тока и ведет разработку серийных образцов квантовых магнитометров.
