Fremskridt inden for sensorteknologi baseret på den nyeste forskning på diamant

Det højt integrerede vektormagnetometer udviklet af Fraunhofer Institute for Applied Solid State Physics (IAF) bruger nitrogen -ledige stillinger (NV) i diamant til at detektere ekstremt små magnetiske felter, som tidligere var uopnåelige med hensyn til fleksibilitet og nøjagtighed .}

 

Dette miniature målesystem åbner nye muligheder for applikationer, der kræver aflæsninger med høj præcision og minimal interferens, såsom biokemisk analyse af neurale veje og præcisionsmålinger i mikroelektronik .

 

Det unikke træk ved NV -vektormagnetometeret baseret på diamant ligger i dens oprindelige og intuitive funktionalitet, hvilket gør det muligt for det nøjagtigt at måle vektorkomponenterne i jordens magnetfelt under de fleste arbejdsvilkår . Dette gør sensoren ikke kun til en teknologisk innovation, men også en betydelig avancement i sensorteknologi, "forklaret dr .} Michael stobe, manager for kvanten Devices Business Subs of at Sensortteknologi," Fraunhofer iaf .

 

Den unikke egenskab ved NV -centre, der er arrangeret langs fire krystalakser i diamantgitteret, gør det muligt at registrere alle vektorkomponenter i magnetfeltet ved hjælp af en enkelt sensorchip lavet af<100>Diamond .

 

Dette reducerer behovet for kompleks kalibrering betydeligt og udvider det potentielle anvendelsesområde og overgår begrænsningerne i traditionelle magnetometre . Denne sensor revolutionerer forskning inden for flere felter, hvilket markerer en betydelig fremgang i udviklingen af mere nøjagtige og effektive måleteknologier .}

 

Forskere ved Fraunhofer IAF -instituttet har med succes reduceret størrelsen på det integrerede kvantemagnetometer med 30 gange på kun et år . i dag, sensorhoveder er mere kompakte, med dimensioner, der kan sammenlignes med traditionelle optisk pumpede kammermagnetometer (OPM'er), der er almindeligt anvendt i industrien, mens de opretholder høj følsomhed ved Petra -niveauet {. dette diamantbaserede baserede, der har betydelige hædersystemer Fordele i forhold til konkurrerende teknologier på grund af dets holdbarhed og brede måleområde, hvilket gør det meget tilpasningsdygtigt til forskellige målescenarier med minimal kalibrering krævet .

 

Vi arbejder hårdt for at opnå højere integrationstæthed, mens vi forbedrer følsomheden . Vores mål næste år er at krympe sensorstørrelsen med 5 gange igen, mens yderligere forbedring af følsomheden for at opnå målinger inden for intervallet af Epitesla, "understregede dr . Michael Stoebe .

 

Et nøglefunktion i det integrerede kvantemagnetometer udviklet af Fraunhofer IAF er dens valgfri vandkølingsfunktion, hvilket muliggør stabil og pålidelig magnetfeltmåling, selv under barske driftsbetingelser . fleksibiliteten i dette design og integration gør den nyeste sensorprototype af dette forskningsinstitut beliggende i Freiburg stående .}}

 

Vi vedtager en applikationsorienteret tilgang til kontinuerligt at udvikle vores sensorsystem og opfylde personaliserede krav til vores system, "sagde Dr. . Michael Kunzer, projektleder for 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 Institut planlægger at udvide de nuværende to tommer Ultra Pure Diamond Chips til fire tommer chips næste år for at opnå produktion af industriel skala .

 

Selvom dagens navigationssystemer har høj nøjagtighed og bred dækning, er de ofte modtagelige for interferens og er muligvis ikke tilgængelige på alle steder . Derfor bliver alternative navigationsmetoder, der fungerer uafhængigt af globale navigationssatellitsystemer (GNS'er), stadig vigtigere .

 

Jordens magnetfelt er et lovende fundament, da det udviser regionale forskelle og kan bruges som et usynligt kort til autonom navigation, især i områder, hvor GPS -signaler afbrydes eller vanskelige at modtage .

 

Kvantesensoren udviklet af Fraunhofer IAF kan skabe et omfattende magnetfeltkort og tilvejebringe pålidelig navigation baseret på det . Vektormagnetometeret giver et autonomt og interferensfrit globalt positionering og navigationsmetode {{1} det kan supplere satellitnavigation og arbejde uden satellitssignaler, f.eks. Underwater, Canyons, Undergrounds eller Tunnels {{2 Satellitnavigation og arbejde uden satellitssignaler, såsom undervand, canyons, underjordiske, indvendige buildings eller tunneles {{.}}}}}}}}}}}}}

 

Det kvantemagnetometer, der er udviklet af Fraunhofer Institute for Applied Physics (IAF), kan nøjagtigt og ikke-kontakt lokalisere underjordiske mineralaflejringer og derved opnå værdifulde ressourcer . Det kan også registrere store områder af uekloderet ordnance, hvilket reducerer risikoen for at bosiddende i påvirkede områder .} uforklarlig ordnance, hvilket reducerer markant risikoen for at bosiddende i påvirkede områder {.}} uforklarlig ordinans