1. Квантовий сенсор нового покоління
- Author
-
Herus, Anna, Savytskyi, Andriy, Pospelov, Alexander, Doronin, Yu., Vakula, Volodymyr, Faulques, Eric, Kamarchuk, Gennadii, B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering NAS of Ukraine, 47 Nauki Ave., 61103 Kharkov, Ukraine, National Technical University 'Kharkiv Polytechnic Institute' (NTUKPI), and Institut des Matériaux Jean Rouxel (IMN), Université de Nantes, CNRS, 2 rue de la Houssinière, BP 32229, 44322 Nantes cedex 3, France
- Subjects
[PHYS]Physics [physics] ,Yanson point contact ,gaseous media ,selective detection in liquid and gaseous media ,0103 physical sciences ,02 engineering and technology ,021001 nanoscience & nanotechnology ,010306 general physics ,0210 nano-technology ,quantum sensor ,01 natural sciences - Abstract
International audience; Метою даної роботи є розробка прототипу нового квантового сенсора, чутливим елементом якого є точковий контакт Янсона. Виняткова особливість точково-контактних квантових сенсорів, окрім безпосередньо квантових властивостей точкових контактів Янсона, пов'язана з низкою фундаментальних властивостей. До цих властивостей належать специфічний розподіл потенціалу в контакті, який сприяє прояву мікроконтактного газочутливого ефекту, та безщілинна електродна система, що виникає на каналі провідності точкового контакту в рідкому середовищі та забезпечує протікання циклічного електрохімічного ефекту, завдяки якому можливо зареєструвати широкий набір квантових станів в дендритних точкових контактах Янсона, які знаходяться в середовищах, що досліджуються. Гістограми провідності, які відповідають квантовим станам дендритних точкових контактів в процесі їх перетворень, є маркером певних середовищ і можуть бути зареєстровані за допомогою прототипу нового квантового сенсора, розробленого в нашій роботі. Дієздатність розробленого прототипу була доведена в експериментах в газових середовищах аргону та оточуючого повітря. Отримані результати забезпечують передумови для розробки квантових сенсорів нового покоління для селективного визначення рідких та газових середовищ. Ключові слова: точковий контакт Янсона, квантовий сенсор, газове середовище, селективне визначення рідких та газових середовищ. The aim of this paper was to develop a prototype of new quantum sensor whose sensing element is a Yanson point contact. The exceptional features of quantum point-contact sensors, besides the proper quantum properties of Yanson point contacts, are due to a number of their fundamental properties. These properties include the specific potential distribution in the contact contributing to the appearance of the point-contact gas-sensitive effect and the gapless electrode system formed in the point-contact conduction channel in a liquid medium and responsible for the cyclic switchover effect which makes it possible to record a broad spectrum of quantum states in dendritic Yanson point contacts placed in the analyzed media. Conductance histograms corresponding to the quantum states of dendritic point contacts undergoing transformations are markers of certain media and could be recorded with the prototype of new quantum sensor developed in our paper. The efficiency of the developed prototype was demonstrated in experiments with gaseous media of argon and ambient air. The obtained results lay the foundations for the development of new generation of quantum sensors for selective detection in liquid and gaseous media.
- Published
- 2020