I sensori sviluppati nell'ambito del progetto DIADEMS e in grado di misurare i campi magnetici con una precisione senza precedenti sono sulla strada della commercializzazione. La tecnologia ha già stimolato la creazione di quattro start-up.

Il progetto DIADEMS ha fatto molta strada da quando è stato coperto da CORDIS nel 2016. All'epoca, il consorzio mirava a utilizzare diamanti artificiali per rilevare campi magnetici fino al nanometro. Ora completato, DIADEMS ha superato ogni aspettativa, e le applicazioni di mercato, insieme a un potenziale nuovo progetto, sono in arrivo.

I sensori DIADEMS si basano su centri di colore "azoto-vacanza" (NV) in diamanti artificiali ultrapuri:un singolo atomo di carbonio in un diamante monocristallo ultrapuro viene sostituito con un atomo di azoto, e il vuoto del sito reticolare adiacente crea un centro di vacanza di azoto (NV). Questo, a sua volta, consente lo sviluppo di magnetometri su scala atomica con sensibilità molto elevata per varie applicazioni.

"Una di queste applicazioni è un imager magnetico ad ampio campo per il monitoraggio di circuiti elettronici. Si tratta di un nuovo strumento molto comodo da usare poiché funziona a temperatura ambiente e in condizioni atmosferiche ambientali, "dice Thierry Debuisschert, coordinatore di DIADEMS per Thales Research &Technology.

"Altre applicazioni includono la caratterizzazione sperimentale di testine di lettura/scrittura per dischi rigidi ad alta densità per aumentarne la capacità; risonanza magnetica nucleare (NMR) che vanta una maggiore sensibilità, costo inferiore e campo magnetico ridotto nelle macchine per risonanza magnetica; nuovi dispositivi fotonici che aumentano l'efficienza di rilevamento della fluorescenza NV; un analizzatore di spettro per la gamma GHz e la caratterizzazione di domini in materiali antiferromagnetici."

Con tutto quel potenziale, non è una sorpresa vedere progetti collaterali germogliare in tutta Europa. Partner di progetto Attocube Systems, ad esempio, sta attualmente sviluppando una combinazione di una forza atomica e un microscopio confocale utilizzando un singolo centro NV come sensore, per uso commerciale. elemento 6, un altro partner di progetto, ha già arricchito il suo portafoglio con materiali avanzati basati su centri NV. "Un totale di quattro start-up sono state lanciate anche dai partner del progetto:NVision, SQUATEC, QNAMI e QZABRE, " spiega Debuisschert.

"Siamo stati molto attivi dalla fine del progetto, " aggiunge. "Miriamo a una maggiore larghezza di banda, sensibilità e risoluzione, e stiamo anche studiando nuove applicazioni come la caratterizzazione di antenne a microonde o sensori ad alta sensibilità basati su risonatori ottici a diamante".

Il consorzio ha anche presentato una nuova proposta per ulteriori finanziamenti nell'ambito di Horizon 2020, che è attualmente in fase di valutazione. Il suo obiettivo sarebbe triplice:sviluppare applicazioni avanzate basate sulla misurazione del campo magnetico per auto elettriche, diagnosi precoce della malattia, biologia, robotica, e gestione delle comunicazioni wireless. Mirerebbe anche a creare nuove applicazioni di rilevamento per rilevare la temperatura all'interno di una cella, monitorare nuovi stati della materia ad alta pressione e rilevare i campi elettrici con la massima sensibilità. Infine potrebbe creare nuovi strumenti di misurazione per chiarire sia la struttura chimica delle singole molecole mediante NMR per l'industria farmaceutica, sia la struttura dei dispositivi spintronici su scala nanometrica.

"Il nuovo progetto svilupperebbe gli strumenti necessari per raggiungere questi obiettivi:materiale diamantato di altissima qualità con un livello di impurità estremamente basso, protocolli avanzati per superare il rumore residuo negli schemi di rilevamento, e ingegneria ottimizzata per dispositivi miniaturizzati ed efficienti, " sottolinea Debuisschert. Spera che queste applicazioni emergano entro i tempi del faro FET dell'UE sulle tecnologie quantistiche.