Napredek v senzorski tehnologiji, ki temelji na najnovejših raziskavah o diamantu

Visoko integriran vektorski magnetometer, ki ga je razvil Fraunhofer Institute for Applied Solid State Physics (IAF), uporablja prosta delovna mesta dušika (NV) v diamantu za odkrivanje izjemno majhnih magnetnih polj, ki so bila prej neprimerljiva glede na fleksibilnost in natančnost .

 

Ta miniaturni merilni sistem odpira nove možnosti za aplikacije, ki zahtevajo visoko natančno odčitke in minimalne motnje, kot so biokemična analiza nevronskih poti in natančne meritve v mikroelektroniki .

 

The unique feature of the NV vector magnetometer based on diamond lies in its native and intuitive functionality, which enables it to accurately measure the vector components of the Earth's magnetic field under most working conditions. This makes the sensor not only a technological innovation, but also a significant advancement in sensor technology, "explained Dr. Michael Stoebe, Manager of the Quantum Devices Business Unit at Fraunhofer iaf .

 

Edinstvena lastnost NV centrov, razporejenih vzdolž štirih kristalnih osi v diamantni rešetki<100>Diamond .

 

To znatno zmanjša potrebo po zapleteni kalibraciji in širi potencialni obseg aplikacij, kar presega omejitve tradicionalnih magnetometrov . Ta senzor spreminja raziskave na več področjih, kar označuje pomemben napredek pri razvoju natančnejših in učinkovitih tehnologij meritev .

 

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 significant Prednosti pred konkurenčnimi tehnologijami zaradi svoje vzdržljivosti in širokega merilnega območja, zaradi česar je zelo prilagodljiva različnim merilnim scenarijem z minimalno kalibracijo .

 

Trudimo se, da bi dosegli večjo gostoto integracije, hkrati pa izboljšali občutljivost . Naš cilj naslednjega leta je, da se velikost senzorja spet zmanjša za 5 -krat, hkrati pa nadaljnje izboljšanje občutljivosti za doseganje meritev v območju Epitela, "je poudaril Dr . Michael Stoebe .

 

Ključna značilnost integriranega kvantnega magnetometra, ki ga je razvil Fraunhofer IAF, je njegova neobvezna funkcija hlajenja z vodo, ki omogoča stabilne in zanesljive meritve magnetnega polja tudi pod ostrimi delovnimi pogoji . Prilagodljivost tega zasnove in integracije naredi najnovejši prototip senzorja tega raziskovalnega inštituta, ki se nahaja v Freiburgu, izstopajo .

 

Sprejemamo aplikacijsko usmerjen pristop, da nenehno razvijamo naš senzorski sistem in izpolnjujemo prilagojene zahteve za naš sistem, "je dejal dr. . Michael Kunzer, vodja projekta Fraunhofer IAF .

 

Poleg izboljšav sistema Fraunhofer IAF izboljšuje tudi osnovno komponento senzorja - nitrogensko prostega delovnega mesta (NV) Doped Diamond Head . Ta sintetični diamant se goji v namenskih reaktorjih inštituta in se pretvori v atomo z nitrogenom z nitrogenskimi atomi z natančno nadomeščanjem ogljikovih atomov z natančno nadomeščanjem ogljikovih atomov z natančno nadomeščanjem ogljikovih atomov z natančno nadomeščanjem ogljikovih atomov z natančno nadomeščanjem ogljikovih atomov z natančno nadomeščanjem ogljikovega atoma z natančno nadomeščanjem ogljikovih atomov z natančno nadomeščanjem ogljikovih atomov z natančno nadomeščanjem ogljikovih atomov z natančno nadomeščanjem ogljikovih atomov z natančno nadomeščanjem ogljikovih atomov z natančno nadomeščanjem ogljikovih atomov z natančno nadomeščanjem ogljikovih atomov z nitrogenskimi atomi. Raziskovalni inštitut načrtuje razširitev trenutnih dveh palčnih ultra čistih diamantnih čipov na štiri palčne čipe prihodnje leto, da bi dosegli proizvodnjo industrijske lestvice .

 

Čeprav imajo današnji navigacijski sistemi visoko natančnost in široko pokritost, so pogosto dovzetni za motnje in morda niso na voljo na vseh mestih ., zato alternativne navigacijske metode, ki delujejo neodvisno od globalnih navigacijskih satelitskih sistemov (GNS), postajajo vse pomembnejše .

 

Zemeljsko magnetno polje je obetaven temelj, saj ima regionalne razlike in ga je mogoče uporabiti kot neviden zemljevid za avtonomno navigacijo, zlasti na območjih, kjer so signali GPS prekinjeni ali težko sprejeti .

 

Kvantni senzor, ki ga je razvil Fraunhofer IAF, lahko ustvari celovit zemljevid magnetnega polja in zagotavlja zanesljivo navigacijo na podlagi njega . Vektorski magnetometer ponuja avtonomno in brez moten

 

Kvantni magnetometer, ki ga je razvil Fraunhofer Institute for Applied Physics (IAF), lahko natančno in ne-kontakt poišče podzemna mineralna nahajališča, s čimer pridobi dragocene vire . lahko tudi zaznajo velike površine nepoklopljenih organov, kar znatno zmanjša tveganje za prizadeta območja .