Des capteurs développés dans le cadre du projet DIADEMS et capables de mesurer des champs magnétiques avec une précision sans précédent sont en voie de commercialisation. La technologie a déjà stimulé la création de quatre start-ups.

Le projet DIADEMS a parcouru un long chemin depuis qu'il a été couvert par CORDIS en 2016. À l'époque, le consortium visait à utiliser des diamants artificiels pour détecter des champs magnétiques jusqu'au nanomètre. Maintenant terminé, DIADEMS a dépassé toutes les attentes, et les applications du marché – ainsi qu'un nouveau projet potentiel – sont en route.

Les capteurs de DIADEMS sont basés sur des centres de couleur "à vide d'azote" (NV) dans des diamants artificiels ultra-purs :un seul atome de carbone dans un diamant monocristallin ultrapur est remplacé par un atome d'azote, et le vide du site en treillis voisin crée un centre de vacance d'azote (NV). Cette, à son tour, permet le développement de magnétomètres à l'échelle atomique à très haute sensibilité pour diverses applications.

« L'une de ces applications est un imageur magnétique à grand champ pour la surveillance des circuits électroniques. Il s'agit d'un nouvel outil très pratique d'utilisation puisqu'il fonctionne à température ambiante et dans les conditions atmosphériques ambiantes, " dit Thierry Debuisschert, coordinateur de DIADEMS pour Thales Research &Technology.

« D'autres applications incluent la caractérisation expérimentale de têtes de lecture/écriture pour disques durs haute densité pour augmenter leur capacité ; la résonance magnétique nucléaire (RMN) offrant une sensibilité plus élevée, un coût inférieur et un champ magnétique réduit dans les appareils d'IRM ; de nouveaux dispositifs photoniques augmentant l'efficacité de détection de la fluorescence NV ; un analyseur de spectre pour la gamme GHz et la caractérisation de domaines dans les matériaux antiferromagnétiques."

Avec tout ce potentiel, il n'est pas surprenant de voir des projets parallèles germer à travers l'Europe. Partenaire du projet Attocube Systems, par exemple, développe actuellement une combinaison d'une force atomique et d'un microscope confocal utilisant un seul centre NV comme capteur, à usage commercial. Élément 6, un autre partenaire du projet, a déjà enrichi son portefeuille de matériaux avancés basés sur des centres NV. « Au total, quatre start-up ont également été lancées par les partenaires du projet :NVision, SQUTEC, QNAMI et QZABRE, " explique Debuisschert.

« Nous avons été très actifs depuis la fin du projet, " ajoute-t-il. " Nous visons une bande passante plus élevée, sensibilité et résolution, et nous étudions également de nouvelles applications telles que la caractérisation d'antennes micro-ondes ou de capteurs à haute sensibilité basés sur des résonateurs optiques en diamant."

Le consortium a également soumis une nouvelle proposition de financement supplémentaire dans le cadre d'Horizon 2020, qui est actuellement en cours d'évaluation. Son objectif serait triple :développer des applications avancées basées sur la mesure du champ magnétique pour les voitures électriques, diagnostic précoce de la maladie, la biologie, robotique, et la gestion des communications sans fil. Il viserait également à créer de nouvelles applications de détection pour détecter la température dans une cellule, surveiller de nouveaux états de la matière sous haute pression et détecter les champs électriques avec une sensibilité ultime. Enfin, il pourrait créer de nouveaux outils de mesure pour élucider à la fois la structure chimique de molécules uniques par RMN pour l'industrie pharmaceutique ainsi que la structure des dispositifs de spintronique à l'échelle nanométrique.

"Le nouveau projet développerait les outils nécessaires pour atteindre ces objectifs :un matériau diamanté de la plus haute qualité avec un niveau d'impureté ultra-faible, protocoles avancés pour surmonter le bruit résiduel dans les schémas de détection, et une ingénierie optimisée pour des appareils miniaturisés et performants, » précise Debuisschert. Il espère que ces applications verront le jour dans les délais du vaisseau amiral FET de l'UE sur les technologies quantiques.