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O menor receptor de rádio do mundo tem blocos de construção do tamanho de dois átomos
O rádio é feito de escala atômica em diamantePesquisadores da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard John A. Paulson (SEAS) fizeram o menor receptor de rádio do mundo - construído a partir de uma montagem de escala atômica em diamantes rosa.
Este minúsculo rádio - cujos blocos de construção são do tamanho de dois átomos - pode suportar ambientes extremamente duros e é biocompatível, significando que poderia trabalhar em qualquer lugar de uma sonda em Venus a um pacemaker em um coração humano.
A pesquisa foi conduzida por Marko Loncar , o professor de Tiantsai Lin de engenharia elétrica em SEAS, e seu estudante graduado Linbo Shao e publicado na revisão física aplicada .
O rádio usa pequenas imperfeições em diamantes chamados de nitrogênio-vacância (NV) centros. Para fazer centros NV, os pesquisadores substituir um átomo de carbono em um minúsculo cristal de diamante com um átomo de nitrogênio e remover um átomo vizinho - criando um sistema que é essencialmente um átomo de nitrogênio com um buraco ao lado dele. Os centros NV podem ser usados ??para emitir fótons únicos ou detectar campos magnéticos muito fracos. Eles têm propriedades fotoluminescentes, o que significa que eles podem converter a informação em luz, tornando-os poderosos e promissores sistemas de computação quântica, phontonics e sensoriamento.
Os rádios têm cinco componentes básicos - uma fonte de alimentação, um receptor, um transdutor para converter o sinal eletromagnético de alta freqüência no ar para uma corrente de baixa freqüência, alto-falante ou fones de ouvido para converter a corrente em som e um sintonizador.
No dispositivo de Harvard, os elétrons em centros de diamante NV são alimentados, ou bombeados, pela luz verde emitida de um laser. Estes elétrons são sensíveis a campos eletromagnéticos, incluindo as ondas usadas em rádio FM.
Quando o centro NV recebe ondas de rádio, os converte e emite o sinal de áudio como luz vermelha. Um fotodíodo comum converte essa luz em uma corrente, que é então convertida em som através de um alto-falante simples ou fone de ouvido.
O eletroímã cria um forte campo magnético em torno do diamante, que pode ser usado para mudar a estação de rádio, ajustando a freqüência de recepção dos centros NV.
Shao e Loncar usaram bilhões de centros NV para aumentar o sinal, mas o rádio funciona com um único centro NV, emitindo um fóton de cada vez, ao invés de um fluxo de luz.
O rádio é extremamente resistente, graças à força inerente do diamante. A equipe tocou música com sucesso a 350 graus Celsius - cerca de 660 Fahrenheit.
"Os diamantes têm essas propriedades únicas", disse Loncar. "Este rádio seria capaz de operar no espaço, em ambientes severos e até mesmo no corpo humano, pois os diamantes são biocompatíveis".
Esta pesquisa foi co-autor de Mian Zhang, Matthew Markham e Andrew M. Edmonds. Foi apoiado em parte pelo STC Center for Integrated Quantum Materials.
Este minúsculo rádio - cujos blocos de construção são do tamanho de dois átomos - pode suportar ambientes extremamente duros e é biocompatível, significando que poderia trabalhar em qualquer lugar de uma sonda em Venus a um pacemaker em um coração humano.
A pesquisa foi conduzida por Marko Loncar , o professor de Tiantsai Lin de engenharia elétrica em SEAS, e seu estudante graduado Linbo Shao e publicado na revisão física aplicada .
O rádio usa pequenas imperfeições em diamantes chamados de nitrogênio-vacância (NV) centros. Para fazer centros NV, os pesquisadores substituir um átomo de carbono em um minúsculo cristal de diamante com um átomo de nitrogênio e remover um átomo vizinho - criando um sistema que é essencialmente um átomo de nitrogênio com um buraco ao lado dele. Os centros NV podem ser usados ??para emitir fótons únicos ou detectar campos magnéticos muito fracos. Eles têm propriedades fotoluminescentes, o que significa que eles podem converter a informação em luz, tornando-os poderosos e promissores sistemas de computação quântica, phontonics e sensoriamento.
Os rádios têm cinco componentes básicos - uma fonte de alimentação, um receptor, um transdutor para converter o sinal eletromagnético de alta freqüência no ar para uma corrente de baixa freqüência, alto-falante ou fones de ouvido para converter a corrente em som e um sintonizador.
No dispositivo de Harvard, os elétrons em centros de diamante NV são alimentados, ou bombeados, pela luz verde emitida de um laser. Estes elétrons são sensíveis a campos eletromagnéticos, incluindo as ondas usadas em rádio FM.
Quando o centro NV recebe ondas de rádio, os converte e emite o sinal de áudio como luz vermelha. Um fotodíodo comum converte essa luz em uma corrente, que é então convertida em som através de um alto-falante simples ou fone de ouvido.
O eletroímã cria um forte campo magnético em torno do diamante, que pode ser usado para mudar a estação de rádio, ajustando a freqüência de recepção dos centros NV.
Shao e Loncar usaram bilhões de centros NV para aumentar o sinal, mas o rádio funciona com um único centro NV, emitindo um fóton de cada vez, ao invés de um fluxo de luz.
O rádio é extremamente resistente, graças à força inerente do diamante. A equipe tocou música com sucesso a 350 graus Celsius - cerca de 660 Fahrenheit.
"Os diamantes têm essas propriedades únicas", disse Loncar. "Este rádio seria capaz de operar no espaço, em ambientes severos e até mesmo no corpo humano, pois os diamantes são biocompatíveis".
Esta pesquisa foi co-autor de Mian Zhang, Matthew Markham e Andrew M. Edmonds. Foi apoiado em parte pelo STC Center for Integrated Quantum Materials.
Referência de informação site: Harvard Paulson School , Artigo: World’s smallest radio receiver has building blocks the size of two atoms
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