Cette petite radio - dont les éléments constitutifs ont la taille de deux atomes - peut résister à des environnements extrêmement difficiles et est biocompatible, ce qui signifie qu'il pourrait fonctionner n'importe où, d'une sonde sur Vénus à un stimulateur cardiaque dans un cœur humain. Crédit :Eliza Grinnell/Harvard SEAS
Des chercheurs de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences ont fabriqué le plus petit récepteur radio au monde - construit à partir d'un assemblage de défauts à l'échelle atomique dans des diamants roses.
Cette petite radio, dont les éléments constitutifs ont la taille de deux atomes, peut résister à des environnements extrêmement difficiles et est biocompatible, ce qui signifie qu'il pourrait fonctionner n'importe où, d'une sonde sur Vénus à un stimulateur cardiaque dans un cœur humain.
La recherche a été dirigée par Marko Loncar, le professeur Tiantsai Lin de génie électrique à SEAS, et son étudiant diplômé Linbo Shao et publié dans Examen physique appliqué .
La radio utilise de minuscules imperfections dans les diamants appelés centres de manque d'azote (NV). Pour faire des centres NV, les chercheurs remplacent un atome de carbone dans un cristal de diamant par un atome d'azote et suppriment un atome voisin, créant ainsi un système qui est essentiellement un atome d'azote avec un trou à côté. Les centres NV peuvent être utilisés pour émettre des photons uniques ou détecter des champs magnétiques très faibles. Ils ont des propriétés photoluminescentes, ce qui signifie qu'ils peuvent convertir des informations en lumière, ce qui en fait des systèmes puissants et prometteurs pour l'informatique quantique, phontonique et détection.
Les radios ont cinq composants de base :une source d'alimentation, un récepteur, un transducteur pour convertir le signal électromagnétique haute fréquence dans l'air en un courant basse fréquence, haut-parleur ou un casque pour convertir le courant en son et un tuner.
Dans l'appareil Harvard, les électrons dans les centres NV du diamant sont alimentés, ou pompé, par la lumière verte émise par un laser. Ces électrons sont sensibles aux champs électromagnétiques, y compris les ondes utilisées dans la radio FM, par exemple. Lorsque le centre NV reçoit des ondes radio, il les convertit et émet le signal audio sous forme de lumière rouge. Une photodiode commune convertit cette lumière en courant, qui est ensuite converti en son via un simple haut-parleur ou un casque.
Un électro-aimant crée un fort champ magnétique autour du diamant, qui peut être utilisé pour changer de station de radio, réglage de la fréquence de réception des centres NV.
Shao et Loncar ont utilisé des milliards de centres NV afin d'amplifier le signal, mais la radio fonctionne avec un seul centre NV, émettant un photon à la fois, plutôt qu'un jet de lumière.
Cette petite radio - dont les éléments constitutifs ont la taille de deux atomes - peut résister à des environnements extrêmement difficiles et est biocompatible, ce qui signifie qu'il pourrait fonctionner n'importe où, d'une sonde sur Vénus à un stimulateur cardiaque dans un cœur humain. Crédit :Eliza Grinnell/Harvard SEAS
La radio est extrêmement résistante, grâce à la force inhérente du diamant. L'équipe a réussi à jouer de la musique à 350 degrés Celsius, à environ 660 degrés Fahrenheit.
"Les diamants ont ces propriétés uniques, " dit Loncar. " Cette radio serait capable de fonctionner dans l'espace, dans des environnements difficiles et même le corps humain, car les diamants sont biocompatibles.
