Obtención de imágenes del efecto Meissner en superconductores de hidruro utilizando sensores cuánticos

Área de la Ciencia:

• Física de la materia condensada
• La detección cuántica
• La geofísica

Sus antecedentes:

• La presión es un parámetro clave para ajustar las propiedades del material y explorar las fases condensadas.
• Las presiones de megabar permiten descubrimientos como los superconductores de alta temperatura, pero desafían las técnicas de medición convencionales.
• Los centros de vacío de nitrógeno (NV) en el diamante son sensores cuánticos sensibles.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una técnica de magnetometría local capaz de operar a presiones de megabar dentro de una célula de yunque de diamante.
• Aplicar esta técnica para caracterizar las propiedades superconductoras del CeH9.
• Imagen de regiones superconductoras y sus inhomogeneidades a escala micrométrica.

Principales métodos:

• Implantación de centros de color de vacío de nitrógeno (NV) en un yunque de diamante.
• Utilizando un corte de cristal de diamante específico compatible con las simetrías del centro NV para la funcionalidad de presión de megabar.
• Realización simultánea de mediciones de magnetometría local y de transporte eléctrico.
• Mapeo de la respuesta diamagnética y el atrapamiento de flujo.

Principales resultados:

• Se ha demostrado la magnetometría de resolución espacial submicrónica a presiones de megabar.
• Se observaron dos firmas de superconductividad en CeH9: efecto Meissner (diamagnetismo) y resistencia cercana a cero.
• Imagen directa de regiones superconductoras, revelando inhomogeneidades a escala micrométrica.
• Mostró la capacidad de los centros NV para la detección cuántica en la frontera del megabar.

Conclusiones:

• La técnica de detección cuántica desarrollada permite la magnetometría local a presiones sin precedentes.
• Este método proporciona información detallada sobre las propiedades superconductoras y las variaciones espaciales de materiales como CeH9.
• La técnica facilita la optimización de circuito cerrado de la síntesis de materiales de superhidruro.