研究人员研发出基于钻石（金刚石）的微型探测器

（神秘的地球报道）据EurekAlert!：研究人员已研发出基于钻石（金刚石）的微型探测器，可通过光学途径传递温度信息，并且能够在150-850开尔文温度条件下工作。这一温度范畴代表近低温条件，略低于铝金属的熔点。

如发表在由美国物理联合会出版的《应用物理快报》中的论文所述， 这种探测器能够用来测量材料的温度波动，从而帮助人们更好地理解如摩擦和热电现象。由于钻石的生物相容性，该探测器还能用来监测生物系统的温度，并在较长的时间尺度内，有可能取代工业中用来监控极端环境的传感器，用在如发动机，燃烧室和高压系统的内部。

该探测器的心脏部分是一个被称为Ni-base S3的钻石缺陷中心。它是由一个氮原子，一个空穴，一个镍原子，另一个空穴外加另一个氮原子组成的线性链，嵌入在钻石的晶体结构中。

“尽管该缺陷中心的结构看起来复杂，它却是钻石中常见的一种缺陷，尤其是在人造钻石中，因为镍金属被广泛地用作合成钻石的前体，” Gilles Ledoux说，他是一位CNRS(法国国家科学研究中心/French National Center for Scientific Researcher)研究员，在法国里昂大学（University of Lyon）的光与物质研究所(Institute of Light and Matter)做研究。

类似于大多数钻石缺陷的发光机制，Ni-based S3缺陷中心会由激光脉冲激励发光，它的发光寿命则随着温度的上升而下降。

而让S3缺陷如此独特，能够被用来制作温度探测器的原因是其电子结构，它有两个距离很近的激发态能级，而两个能级的辐射寿命却有一千倍的差别。这种差别意味着这种缺陷的发光对于温度的变化十分敏感，研究者们说。

为了测试这种探测器的性能，研究团队将含有Ni-based S3缺陷中心的微型钻石附着在硅材料上，然后将其插入低温恒温器进行测试。低温恒温器是一种可控温度范围从77开尔文（-196摄氏度/-321华氏度）到873开尔文（600摄氏度/1112华氏度）的设备。结果表明，该探测器的最高精度优于1摄氏度。

研究者们说，该钻石温度探针的多功能性，再加上其自身的高性能使它们区别于其他类的发光温度传感器。

" 这种探测器灵敏度好，响应速度快，适用范围广--可适用从150开尔文到850开尔文的温度，并具有潜在良好的空间分辨率，且仅由钻石颗粒的尺寸决定，” 研究团队的另一位研究者Estelle Homeyer说。“分开来看，对于以上的每项优势性能，你都可以找出更好的传感器，但没有一种传感器是可以结合所有这些优点的。”

据研究人员所说，微钻温度探测器的最大优点或许是它们能够探测迅速变化的温度，这也意味着如果纳米级探测器能够被制造出来，那么它们可以用来测量从微尺度到纳米级不同材料的热性能。

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