Forskere ved Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences har konstruert det som skal være verdens minste radiomottaker. Den sentrale komponenten er egentlig på størrelse med to atomer.
En komplett radio består i utgangspunktet av fem hovedkomponenter – en strømkilde, en mottaker, en transduser som gjør om det høyfrekvente, elektromagnetiske signalet til lavfrekvent strøm, en høyttaler eller tilsvarende, samt en tuner.
Rosa diamant
Det er altså selve mottakeren forskerne nå har lagd en virkelig miniatyrutgave av. Den utnytter knøttsmå punktdefekter i rosa diamanter. Slike urenheter kalles for «nitrogen-vacancy (NV) center». Dette innebærer i praksis at man fjerner to tilstøtende karbon-atomer og erstatter disse med et nitrogenatom og et tomrom.
I enheten som Harvard-forskerne har utviklet, blir elektronene gitt ekstra energi ved hjelp av grønt lys fra en laser (laserpumping). Elektronene i NV-senteret er følsomme for veldig svake, elektromagnetiske felt, inkludert bølgelengdene som brukes i for eksempel FM-båndet. Når et NV-senter mottar radiobølger, blir lydsignalene i disse konvertert til rødt lys.
Dette konverteres videre til strømsignaler ved hjelp av en vanlig fotodiode. Til slutt blir strømsignalene gjort om til lyd ved hjelp av en høyttaler.
Hvilken radiofrekvens (kanal) som skal mottas, kan bestemmes ved justere en elektromagnet som påfører diamanten et kraftig magnetfelt.
Unike egenskaper
Forskerne, professor Marko Loncar og studenten Linbo Shao, forteller i en pressemelding at selv om radiomottakeren fungerer med bare ett NV-senter, så består enheten de har utviklet av flere milliarder slike for å forsterke signalet.
Det at radiomottakeren er ekstremt liten, er kanskje artig nok. Men den virkelige nytteverdien er nok mer knyttet til andre egenskaper ved diamant. Blant annet skal forskerne ha demonstrert at radiomottakeren fortsatt fungerer ved 350 grader Celsius.
– Diamanter har unike egenskaper. Denne radioen vil kunne fungere i verdensrommet, under tøffe forhold, men også i menneskekroppen, siden diamanter er biokompatible, sier Loncar i pressemeldingen.
Ifølge Harvard University vil radiomottakeren derfor kunne brukes i alt fra en romsonde på Venus til i en pacemaker i et menneskehjerte.
Flere detaljer om forskningsarbeidet er tilgjengelige i denne vitenskapelige artikkelen i Physical Review Applied.
Les også: Laget radiomottaker med grafén
