Прогрес у сенсорній технології на основі останніх досліджень алмазу

Високо інтегрований векторний магнітометр, розроблений Інститутом Фраунгофера з фізики твердого тіла (IAF), використовує вакансії азоту (NV) у алмазу для виявлення надзвичайно малих магнітних полів, які раніше були недосяжними з точки зору гнучкості та точності .

 

Ця мініатюрна система вимірювання відкриває нові можливості для додатків, які потребують високоточних показань та мінімальних перешкод, таких як біохімічний аналіз нейронних шляхів та точні вимірювання в мікроелектроніці .}}

 

Унікальна особливість магнітометра вектора NV на основі алмазу лежить у його рідній та інтуїтивній функціональності, що дозволяє йому точно виміряти векторні компоненти магнітного поля Землі в більшості умов праці . Це робить датчик не лише технологічним інноваціям, але й значним прогресом у сенсорній технології, що пояснюється DR {{1 Fraunhofer IAF .

 

Унікальна властивість центрів NV, розташованих уздовж чотирьох кристалічних осей у алмазній решітці<100>Діамант .

 

Це суттєво зменшує потребу в складній калібруванні та розширює потенційний діапазон додатків, перевершуючи обмеження традиційних магнітометрів . Цей датчик революціонує дослідження в декількох полях, відзначаючи значне просування в розробці більш точних та ефективних технологій вимірювання .}}}

 

Researchers at the Fraunhofer IAF Institute have successfully reduced the size of its integrated quantum magnetometer by 30 times in just one year. Nowadays, sensor heads are more compact, with dimensions comparable to traditional optically pumped chamber magnetometers (OPMs) commonly used in the industry, while maintaining high sensitivity at the Petra level. This diamond based system has Значні переваги перед конкуруючими технологіями завдяки його міцності та широкому діапазоні вимірювань, що робить його дуже пристосованим до різних сценаріїв вимірювання з мінімальною калібруванням .

 

Ми наполегливо працюємо над досягненням більшої щільності інтеграції, одночасно покращуючи чутливість . Наша мета наступного року - зменшити розмір датчика на 5 разів, при цьому подальше підвищення чутливості для досягнення вимірювань у межах діапазону Epitesla, "підкреслюється DR . Майкл Стобі .}}}

 

Ключовою особливістю інтегрованого квантового магнітометра, розробленого Fraunhofer IAF, є його додаткова функція охолодження води, яка забезпечує стабільні та надійні вимірювання магнітного поля навіть за суворих умов експлуатації . Гнучкість цього дизайну та інтеграції робить останній прототип сенсорів цього дослідницького інституту, розташованого у Фрейбургу, розміщеним.}

 

Ми приймаємо підхід, орієнтований на додаток, до постійного розвитку нашої сенсорної системи та відповідності персоналізованих вимог до нашої системи ",-сказав доктор . Майкл Кунзер, менеджер проекту Fraunhofer IAF .

 

In addition to system improvements, Fraunhofer IAF is also enhancing the core component of the sensor - the nitrogen vacancy (NV) doped diamond sensing head. This synthetic diamond is grown in the institute's dedicated reactor and transformed into quantum devices by precisely replacing carbon atoms with nitrogen atoms. At present, the research institute plans to Розширте поточні двотарні ультра чисті діамантові мікросхеми до чотирьох дюймових мікросхем, щоб досягти виробництва промислового масштабу .

 

Хоча сьогоднішні навігаційні системи мають високу точність та широке покриття, вони часто сприйнятливі до перешкод і можуть бути недоступними у всіх місцях ., отже, альтернативні методи навігації, які працюють незалежно від глобальних супутникових систем навігації (GNSS) стають все більш важливими .

 

Магнітне поле Землі є перспективним фундаментом, оскільки воно демонструє регіональні відмінності і може бути використана як невидима карта для автономної навігації, особливо в областях, де сигнали GPS перериваються або важко приймати .

 

The quantum sensor developed by Fraunhofer IAF can create a comprehensive magnetic field map and provide reliable navigation based on it. The vector magnetometer provides an autonomous and interference free global positioning and navigation method. It can supplement satellite navigation and work without satellite signals, such as underwater, canyons, underground, inside buildings or Тунелі .

 

Квантовий магнітометр, розроблений Інститутом прикладної фізики Фраунгофера (IAF), може точно та неконтактувати підземні мінеральні родовища, тим самим отримуючи цінні ресурси ., він також може виявити великі області невибагливого розпорядження, що значно зменшує ризик для мешканців у постраждалих областях.}