弗勞恩霍夫應(yīng)用固體物理研究所(IAF)開發(fā)的高度集成矢量磁力儀利用金剛石中的氮空位(NV)來檢測極小的磁場，其靈活性和精度以前是無法實現(xiàn)的。

這種微型測量系統(tǒng)為需要高精度讀數(shù)和*小干擾的應(yīng)用開辟了新的可能性，例如神經(jīng)通路的生化分析和微電子中的精密測量。

“基于金剛石的NV矢量磁力儀的獨特之處在于其原生且直觀的功能，使其能夠在大多數(shù)工作條件下*測量地球磁場的矢量分量。這使得該傳感器不僅是一項技術(shù)創(chuàng)新，更是傳感器技術(shù)的重大進步，”弗勞恩霍夫IAF量子設(shè)備業(yè)務(wù)部經(jīng)理MichaelStoebe博士解釋道。

金剛石晶格中NV中心沿四個晶軸排列的獨特性質(zhì)，使得使用由<100>金剛石制成的單個傳感器芯片檢測磁場的所有矢量分量成為可能。

這顯著減少了復(fù)雜校準(zhǔn)的需求，并擴展了潛在應(yīng)用范圍，超越了傳統(tǒng)磁力儀的限制。該傳感器正在變革多個領(lǐng)域的研究，標(biāo)志著更*、更高效的測量技術(shù)發(fā)展的重要進步。

弗勞恩霍夫IAF研究所的研究人員在短短一年內(nèi)成功將其集成量子磁力儀的尺寸縮小了30倍。如今，傳感器頭更加緊湊，尺寸與工業(yè)界常用的傳統(tǒng)光泵浦氣室磁力儀（OPM）相當(dāng)，同時保持了皮特斯拉級的高靈敏度。這款基于金剛石的系統(tǒng)憑借其堅固耐用性和寬廣的測量范圍，相較于競爭技術(shù)具有顯著優(yōu)勢，使其能夠高度適應(yīng)各種測量場景，且只需極少的校準(zhǔn)。

“我們正在努力實現(xiàn)更高的集成密度，同時提高靈敏度。我們明年的目標(biāo)是將傳感器尺寸再次縮小5倍，同時進一步提高靈敏度，以實現(xiàn)亞皮特斯拉范圍內(nèi)的測量�！盡ichaelStoebe博士強調(diào)道。

弗勞恩霍夫IAF研發(fā)的集成量子磁強計的一個關(guān)鍵特性是其可選的水冷功能，即使在嚴(yán)苛的操作條件下也能實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的磁場測量。這種設(shè)計和集成的靈活性，使這家位于弗萊堡的研究所的*新傳感器原型脫穎而出。

“我們采用面向應(yīng)用的方法來持續(xù)開發(fā)我們的傳感器系統(tǒng)，并滿足對我們系統(tǒng)提出的個性化要求，”弗勞恩霍夫IAF項目經(jīng)理MichaelKunzer博士說。

除了系統(tǒng)改進外，弗勞恩霍夫IAF還在增強傳感器的核心部件——氮空位(NV)摻雜的金剛石傳感頭。這種合成金剛石在該研究所的專用反應(yīng)堆中生長，并通過*地用氮原子取代碳原子，轉(zhuǎn)化為量子器件。目前，該研究所計劃明年將目前的兩英寸超純金剛石晶片擴展到四英寸晶片，以實現(xiàn)工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。

盡管當(dāng)今的導(dǎo)航系統(tǒng)精度高、覆蓋范圍廣，但往往容易受到干擾，并且并非在所有地方都可用。因此，獨立于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)運行的替代導(dǎo)航方法正日益重要。

地球磁場是一個有希望的基礎(chǔ)，因為它表現(xiàn)出區(qū)域差異，可以用作自主導(dǎo)航的隱形地圖，特別是在GPS信號中斷或難以接收的地區(qū)。

弗勞恩霍夫IAF開發(fā)的量子傳感器能夠創(chuàng)建全面的磁場地圖，并在此基礎(chǔ)上提供可靠的導(dǎo)航。矢量磁力儀提供了一種自主、無干擾的全球定位和導(dǎo)航方法。它可以補充衛(wèi)星導(dǎo)航，并且無需衛(wèi)星信號即可工作，例如在水下、峽谷、地下、建筑物內(nèi)或隧道內(nèi)。

弗勞恩霍夫應(yīng)用物理研究所(IAF)開發(fā)的量子磁力儀能夠*、非接觸式地定位地下礦藏，從而獲取寶貴的資源。它還能探測大面積未爆炸彈藥，顯著降低受影響地區(qū)居民的風(fēng)險。

鏈接：http://www.idacn.org/news/50987.html