Недавно исследователи из Российского квантового центра, Сколковского института науки и технологий и НИУ ВШЭ представили сверхчувствительный твердотельный магнитометр и впервые применили его для исследования мозговой активности. Ученые смогли зарегистрировать альфа-ритм — один из так называемых ритмов покоя головного мозга, возникающий при отсутствии зрительных раздражителей в зрительной коре.

Наш корреспондент пообщался с создателями датчика для магнитоэнцефалографии, чтобы выяснить, в чем именно секрет разработки и какое будущее ее ожидает.

Недавно вы представили новый сверхчувствительный твердотельный датчик для магнитоэнцефалографии. Как возникла идея его создания? Что он из себя представляет?

Петр Ветошко, технический директор проекта, научный сотрудник Российского квантового центра научный сотрудник Института радиотехники и электроники имени В. А. Котельникова РАН: Идея достаточно старая, я начал работу над ней еще в 90-е, но нужно было пронести ее через все эти годы. На разных этапах помогали разные люди. Физику феррит-гранатовых пленок вел Федор Викторович Лисовский, он был моим первым учителем в магнитизме. Он же меня привел к Анатолию Михайловичу Балбашову, который известен своими исследованиями о магнитных кристаллах. Год за годом все это развивалось.

Максим Острась, руководитель проекта в Российском квантовом центре: К мысли о том, чтобы использовать наш датчик для МЭГ, мы пришли всего год-полтора назад. Собрались с коллегами из Сколтеха и ВШЭ, решили проверить насколько он эффективен в измерении мозговой активности по сравнению с аналогами. И вот, поставили первый эксперимент, и получили хороший результат.

П.В.: Наш датчик представляет собой тонкую, в пару миллиметров толщиной, пленку размером 38 на 38 миллиметров. Она изготовлена из монокристалла, обладающего магнитными свойствами — это железоиттриевый гранат, который используется в радиотехнике и является одним из самых серьезных претендентов на реализацию кубитов для квантовых устройств.

Мы применяем обычную для феррит-гранатовых пленок технологию, высокотемпературную жидкофазную эпитаксию. Ее суть заключается в том, что монокристаллическую подложку погружают в раствор оксидов при очень высокой температуре, где продолжается рост кристалла — эпитаксия в переводе с греческого «продолжение». В результате формируется магнитный кристалл. С помощью многослойной литографии — процесс взят из микроэлектроники — уже корректируем форму. Материал сильно отличается от обычного для нее кремния, и многие процессы пришлось менять. Мы с этим справились, но все равно продолжаем улучшать наши технологии.

А в чем принцип работы датчика?