17 feb. 1999
1 minuut
Onderzoekers van de Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences hebben ‘s werelds kleinste radio-ontvanger gebouwd, op basis van een aantal defecten op atomaire schaal in roze diamant. De ontvanger – ter grootte van twee atomen – is bestand tegen zware omgevingsomstandigheden en is biocompatibel, zodat hij in mensen kan worden geïmplanteerd. Het lukte zelfs om de ontvanger muziek te laten spelen bij een temperatuur van ongeveer 350 graden Celsius. Dankzij deze eigenschappen is hij geschikt voor de meest uiteenlopende toepassingen, van een sonde op Venus tot een pacemaker in een mensenhart.
Het onderzoek werd geleid door professor Marko Loncar en Linbo Shao.
De kleine imperfecties in de diamant bestaan uit stikstofatomen met een gat ernaast, zogeten Nitrogen-Vacancy (NV) centra. Om zulke NV-centra te maken vervangen de onderzoekers een koolstofatoom in een minuscuul diamantkristal door een stikstofatoom en verwijderen ze een naburig atoom.
Deze rangschikking kan afzonderlijke fotonen uitstralen of zeer zwakke magneetvelden detecteren. Bovendien hebben deze ‘missers’ kennelijk zelfs fotoluminescente eigenschappen, wat betekent dat ze informatie kunnen omzetten in licht. Daardoor zouden ze kunnen worden gebruikt in sensoren en kwantumcomputers.
Radio’s hebben vijf basiscomponenten: een voeding, een ontvanger, een transducer die de hoogfrequente radiogolf in de ether omzet in een laagfrequente stroom, een luidspreker of hoofdtelefoon om de stroom om te zetten in geluid en een frequentie-afstemmer.
het radiootje wordt gevoed door groen laserlicht. Elektronen zijn gevoelig voor elektromagnetische velden, inclusief FM-radiogolven. Als deze stikstof gaten radiogolven ontvangen, zetten ze die om in rood licht. Dat wordt vervolgens door een fotodiode omgezet in stroom – en via een luidspreker in geluid. In werkelijkheid is het allemaal gecompliceerde, maar dit is in principe hoe de radio werkt.
De wetenschappers kunnen de radio uitbreiden met een elektromagneet die een sterk veld creëert rond de diamant om zo de ontvangstfrequentie van de defecten af te stemmen. Zoals te horen in de video is de ontvangstkwaliteit niet geweldig, maar acceptabel. En zeg nou zelf, een diamanten radio – dat klinkt toch beter dan een kristalontvanger?
Het onderzoek is gepubliceerd in Physical Review Applied.
Anderen lazen ook
