Progrès dans la technologie des capteurs basée sur les dernières recherches sur le diamant

Le magnétomètre vectoriel hautement intégré développé par le Fraunhofer Institute for Applied Solid State Physics (IAF) utilise des postes vacants en azote (NV) en diamant pour détecter des champs magnétiques extrêmement petits, qui étaient auparavant inaccessibles en termes de flexibilité et de précision .

 

Ce système de mesure miniature ouvre de nouvelles possibilités d'applications qui nécessitent des lectures de haute précision et une interférence minimale, telles que l'analyse biochimique des voies neuronales et des mesures de précision en microélectronique .

 

La caractéristique unique du magnétomètre vectoriel NV basé sur le diamant réside dans sa fonctionnalité native et intuitive, ce qui lui permet de mesurer avec précision les composants vectoriels du champ magnétique de la Terre dans la plupart Fraunhofer IAF .

 

La propriété unique des centres NV disposés le long de quatre axes de cristal dans le réseau de diamant permet de détecter tous les composants vectoriels du champ magnétique à l'aide d'une puce de capteur unique en fabrication de<100>Diamond .

 

Cela réduit considérablement le besoin d'étalonnage complexe et étend la plage d'applications potentielle, dépassant les limites des magnétomètres traditionnels . Ce capteur révolutionne la recherche dans plusieurs domaines, marquant un progrès significatif dans le développement de technologies de mesure plus précises et efficaces .

 

Les chercheurs de l'Institut Fraunhofer IAF ont réussi à réduire la taille de son magnétomètre quantique intégré de jour en seulement un an, avec des dimensions comparables à des magnétomètres de chambre optiquement pompés traditionnels (OPMS) couramment utilisés dans l'industrie, tout en conservant le système de sensibilité élevé au niveau du PETRA. Avantages significatifs par rapport aux technologies concurrentes en raison de sa durabilité et de sa large plage de mesure, ce qui le rend très adaptable à divers scénarios de mesure avec un minimum d'étalonnage requis .

 

Nous travaillons dur pour atteindre une densité d'intégration plus élevée tout en améliorant la sensibilité . Notre objectif l'année prochaine est de réduire la taille du capteur de nouveau 5 fois, tout en améliorant encore la sensibilité pour atteindre les mesures dans la gamme d'Epitesla "

 

Une caractéristique clé du magnétomètre quantique intégré développé par Fraunhofer IAF est sa fonction de refroidissement en eau en option, qui permet des mesures de champ magnétique stables et fiables, même dans des conditions de fonctionnement sévères . La flexibilité de cette conception et de cette intégration fait le dernier prototype de sensor de cet institut de recherche situé à Freiburg .

 

Nous adoptons une approche orientée vers l'application pour développer en continu notre système de capteurs et répondre aux exigences personnalisées pour notre système ", a déclaré le Dr . Michael Kunzer, chef de projet de Fraunhofer IAF .

 

En plus des améliorations du système, Fraunhofer IAF améliore également la composante centrale du capteur - la tête de détection de diamant dopé à l'officier de l'azote (NV) . Ce diamant synthétique est cultivé dans le réacteur dédié de l'Institut et transformé en dispositifs quantiques en remplaçant précisé Développez les puces de diamant ultra pure de deux pouces actuelles à des puces de quatre pouces l'année prochaine pour atteindre la production d'échelle industrielle .

 

Bien que les systèmes de navigation d'aujourd'hui aient une grande précision et une large couverture, ils sont souvent sensibles aux interférences et peuvent ne pas être disponibles à tous les endroits ., les méthodes de navigation alternatives qui fonctionnent indépendamment des systèmes de satellite de navigation globale (GNSS) deviennent de plus en plus importants .

 

Le champ magnétique de la Terre est une base prometteuse car elle présente des différences régionales et peut être utilisée comme carte invisible pour la navigation autonome, en particulier dans les zones où les signaux GPS sont interrompus ou difficiles à recevoir .

 

Le capteur quantique développé par Fraunhofer IAF peut créer une carte de champ magnétique complète et fournir une navigation fiable en fonction de celui-ci . Le magnétomètre vectoriel fournit une méthode de positionnement et de navigation globales autonomes et interférences, telles que sous-jacentes, canaux, sous terre, sous terre tunnels .

 

Le magnétomètre quantique développé par le Fraunhofer Institute for Applied Physics (IAF) peut localiser avec précision et sans contact les dépôts minéraux souterrains, obtenant ainsi des ressources précieuses ., il peut également détecter de grandes zones d'ordonnance inexplorée, réduisant significativement le risque pour les résidents des zones touchées .}