Немецкие исследователи из Института прикладной физики твердого тела им. Фраунгофера создали компактный квантовый магнитометр, точно измеряющий чрезвычайно малые магнитные поля.
Отмечается, что устройство использует азотные вакансии в алмазе для обнаружения чрезвычайно малых магнитных полей с чрезвычайно высоким уровнем точности. Эта миниатюрная измерительная система открывает новые возможности для приложений, требующих высокоточных показаний с минимальными помехами, таких как биохимический анализ нервных путей и прецизионные измерения микроэлектроники.
«Что делает векторный магнитометр на основе алмаза таким особенным, так это его собственная и интуитивно понятная функциональность, которая позволяет ему точно измерять векторные компоненты магнитного поля Земли в большинстве условий эксплуатации. Это делает датчик не только технической инновацией, но и значительным шагом вперед в технологии датчиков», — объясняет руководитель подразделения квантовых устройств, доктор Михаэль Штебе.
Уникальные свойства азотных вакансий в центральной части алмазной решетки, ориентированных вдоль четырех осей кристалла, позволяют обнаружить все векторные компоненты магнитного поля с помощью одного сенсорного чипа. Это позволяет избежать сложной калибровки и расширяет потенциальное использование далеко за пределы обычных магнитометров.
Исследователям удалось уменьшить размеры инновационного магнитометра в 30 раз всего за один год. Головку датчика теперь по размерам можно сопоставить с с обычными оптически накачиваемыми газовыми ячейками магнитометров.
«Мы стремимся к еще большей плотности интеграции, одновременно увеличивая чувствительность. Наша цель на следующий год — снова уменьшить размер датчика в 5 раз, одновременно еще больше увеличивая чувствительность, чтобы обеспечить возможность измерений в субпикотесловом диапазоне», — добавляет Михаэль Штебе.
Одной из ключевых особенностей разработанных немецкими исследователями магнитометров является опциональное водяное охлаждение, обеспечивающее стабильные и надежные измерения магнитного поля даже в сложных условиях. Синтетический алмаз выращивается в специализированных реакторах института и превращается в квантовые устройства путем точной замены атомов углерода на атомы азота. Планируется расширить текущие двухдюймовые сверхчистые алмазные пластины до четырехдюймовых в следующем году.
Современные навигационные системы на основе GPS уязвимы к помехам и не везде работают одинаково эффективно. Поэтому все большее распространение получают альтернативные системы навигации. Квантовый датчик немецких исследователей позволяет создавать комплексные карты магнитного поля, обеспечивая надежную навигацию на их основе. Векторный магнитометр предлагает автономный, защищенный от помех метод глобального позиционирования и навигации. Он дополняет спутниковую навигацию, а также работает без спутниковых сигналов, например, под водой, в каньонах, под землей, в зданиях или туннелях.
Кроме этого магнитометр способен точно и бесконтактно выявлять подземные залежи полезных ископаемых, неразорвавшиеся боеприпасы на больших площадях. Используя тот же принцип, что и в навигации, состав земной коры и ее магнитное поле могут быть использованы для выводов о геологических формациях. Таким образом, могут быть обнаружены магнитные аномалии, такие как рудные залежи или металлические объекты, такие как неразорвавшиеся боеприпасы.
Источник: SciTechDaily
Favbet Tech – это IT-компания со 100% украинской ДНК, которая создает совершенные сервисы для iGaming и Betting с использованием передовых технологий и предоставляет доступ к ним. Favbet Tech разрабатывает инновационное программное обеспечение через сложную многокомпонентную платформу, способную выдерживать огромные нагрузки и создавать уникальный опыт для игроков.
Сообщить об опечатке
Текст, который будет отправлен нашим редакторам: