江苏11选5开奖结果

您好 欢迎来到超硬材料网  | 免费注册
 |   | 联系我们  | 帮助中心
远发信息:磨料磨具行业的一站式媒体平台磨料磨具行业的一站式媒体平台
手机资讯手机资讯
官方微信官方微信

金刚石量子传感器 或取代车辆上的GPS

关键词 金刚石 , 量子|2019-10-28 11:24:01|来源 中国超硬材料网
摘要 据外媒报道,美国麻省理工学院(MIT)的研究人员首次在硅芯片上打造了一种基于金刚石的量子传感器,从而能够为低成本、可扩展的量子计算、传感和通信硬件铺平道路。(图片来源:MIT官网)...

据外媒报道,美国麻省理工学院(MIT)的研究人员首次在硅芯片上打造了一种基于金刚石量子江苏11选5开奖结果传感器,从而能够为低成本、可扩展的量子计算、传感和通信硬件铺平道路。

微信截图_20191028112234.png

(图片来源:MIT官网)

金刚石中的“氮空位中心”(NV centers)是一种电子缺陷,能够被光和微波控制。但是,此种缺陷会发出彩色光子,携带周围磁场和电场的量子信息,可以用于生物传感、目标探测和其他传感应用。但是,传统的基于NV的量子传感器有餐桌那么大,还配备了昂贵的分立元器件,限制其实用性和可扩展性。

不过,MIT的研究人员找到一种方法,利用传统的半导体制造技术,将所有体积庞大的组件,包括微波发生器、光学滤波器和光探测器等都集成至一个尺寸只有毫米大小的包装中。值得注意的是,该传感器能够在室温下工作,具有感应磁场方向和强度的能力。

研究人员展示了该传感器可用于磁力测量,意味着能够测量由于周围磁场引起的原子尺度的频率变化,而周围磁场可能会包含有关周围环境的信息。经过进一步完善,该传感器还可用于其他领域,如绘制大脑中的电脉冲图、在漆黑的环境中探测物体等。

什么是氮空位中心(NV)

如果金刚石晶格结构中两个相邻位置的碳原子消失,其中一个原子被氮原子取代,另一个位置“缺失”,就会造成NV中心,导致结构中缺失了键,而此类结构中的电子会对周围环境中的电、磁和光学特性的微小变化极其敏感。

NV中心本质上是一个原子,有一个原子核,周围还有电子,还具备光致发光特性,能够吸收和发射彩色光子。扫过NV中心的微波可让其改变状态(正、中性和负),反过来改变电子的自旋,根据自旋,NV中心又会发射不同数量的红色光子。

而光学检测磁共振(ODMR)技术能够测量出NV中心与周围磁场相互作用后发出的光子数量,此种相互作用产出了有关磁场的可量化信息。为了实现这一切,传统的传感器需要各种体积庞大的组件(餐桌那么大),包括一个安装在其上面的激光器、电源、微波发生器、传输光和微波的导体、一个光学滤波器和传感器以及一个读出组件。

不过,MIT研究人员研发出一种新型芯片架构,采用标准互补金属氧化物半导体(CMOS)技术,以某种方式定位微小、廉价的组件,并将它们堆叠起来。

金刚石内的NV中心是该芯片的“传感区”,小型的绿色激光会激发NV中心,同时放置在NV中心附近的纳米线会根据电流产生扫掠微波。基本来说,激光与微波会配合工作,让NV中心发出不同数量的红色光子,而差值就是研究人员需要的目标信号。

在NV中心下方是一个光电二极管,能够消除噪音并测量光子。在金刚石和光电二极管之间是一个金属光栅,作为一个过滤器,能够吸收绿色激光光子,同时允许红色光子到达光电二极管。简而言之,能够在芯片上实现ODMR设备,从而测量带有磁场信息的红色光子的共振频率变化。

但是,如何让一个芯片完成一台大型机器的工作呢?关键在于移动产生微波的导线,使其与NV中心保持最佳距离。即使芯片很小,该距离就足以让导线电流产生足够的磁场以操纵电子。此外,微波导线和电路在设计中都被考虑在内,而且被紧密集成至芯片中。研究人员表示,其设计能够产生足够的磁场,用于目标探测。

在今年早些时候,研究人员还介绍了第二种传感器,其设计得到了改进,灵敏度提高了100倍。研究人员表示,接下来,将把其灵敏度提高1000倍,即要扩大芯片的尺寸,以增加NV中心的密度。

如果能够成功,该传感器甚至可用于神经成像应用,即将传感器放在神经元附近,探测神经元放电的强度和方向,从而帮助研究人员绘制神经元之间的连接图,并观察哪些神经元会互相触发。其他应用还包括替代车辆和飞机上的GPS,由于能够很好地绘制出地球磁场,量子传感器就能成为极其精确的指南针,即使在没有GPS的环境中也是如此。

  ① 凡本网注明"来源:超硬材料网"的所有作品,均为河南远发信息技术有限公司合法拥有版权或有权使用的作品,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明"来源:超硬材料网"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
② 凡本网注明"来源:XXX(非超硬材料网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
③ 如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在30日内进行。
※ 联系电话:0371-67667020

延伸推荐

美公司研发可用于对抗定向能武器的新型金刚石涂层技术

江苏11选5开奖结果日前,美AKHAN半导体公司于美陆军协会年会上演示了新型金刚石涂层技术。该技术由AKHAN公司研发,由洛克希德·马丁公司测试。经验证,新型金刚石涂层可用...

日期 2019-10-31   超硬新闻

亳州发布重污染天气预警 金刚石行业酸洗停产、破碎停产...

安徽省重污染天气应急领导小组办公室于10月29日发布重污染天气省级橙色预警,并于10月29日19时启动了Ⅱ级响应。按照省重污染天气应急领导小组办公室《安...

日期 2019-10-31   超硬新闻

WEC、住友电工、Seki、黄河旋风、华晶、中南、惠...

金刚石俗称“金刚钻”,也就是我们常说的钻石,它是一种由碳元素组成的矿物,也是目前已知的自然界最硬的物质。以金刚石为代表的超硬材料及其制品,被誉为“最硬最...

日期 2019-10-30   超硬新闻

黄河旋风:2020年实现年产金刚石线锯569万千米

啥是金刚石线锯?黄河旋风为啥要做金刚石线锯?金刚石线锯也称金刚线,是指利用电镀工艺或树脂结合的方法,将金刚石磨料固定在金属丝上。金刚石线锯其貌不扬,但在。。。

日期 2019-10-29   企业新闻

全球金刚石—碳材料行业大咖云集 打造最强朋友圈

改革开放40年,中国已经形成相对完整的产业体系。在新时代背景下,面对错综复杂的国际形势,中国经济也有了一些新变化:告别了高速增长,迈向高质量发展,但中国...

日期 2019-10-29   展会资讯

三超新材拟募资1.95亿元建设年产1000万公里超细...

三超新材披露公开发行可转换公司债券预案。本次公开发行可转债募集资金总额不超过19,500.00万元,扣除发行费用后的募集资金净额将用于年产1000万公里超细金刚石线锯生产项目一期及...

日期 2019-10-29   上市公司

纳米金刚石 工业科技的“刚”化之路

提起金刚石,相信大多数人的脑海里便闪烁光芒,blingbling,闪闪发光。金刚石除了具有璀璨外表,它还具有最坚硬的特性。当今,金刚石以其优异的力学性能...

日期 2019-10-25   超硬新闻

【国际合作】俄罗斯CVD金刚石生产商Wonder T...

由于金刚石的特性,纯金刚石合成对于许多高科技应用至关重要。它已经彻底改变了无数行业,例如珠宝,电子,光学,光子学,生物技术等等。合成钻石的一些特性推动了。。。

日期 2019-10-23   超硬新闻

5G时代,金刚石/金属复合材料能否解救过热的半导体器...

随着电子技术快速发展,通讯技术逐步迈入5G时代。半导体材料不断更新换代的同时,集成电路也向着大规模、高集成、大功率方向不断深入。以SiC和GaN为代表的。。。

日期 2019-10-22   超硬新闻

金刚石印压微孔成形机理与试验分析

在汽车油箱生产线的超声波测漏设备标定技术领域,其核心的标定样件为中心带有微孔≤5μm的薄金属片,属于易耗件,需求较大。国内外主要通过超快激光技术来实现其。。。

日期 2019-10-21   超硬新闻
江苏11选5走势图 江苏11选5开奖结果 江苏11选5 江苏11选5开奖记录 江苏11选5 江苏11选5 江苏11选5开奖结果 永凡棋牌 江苏11选5 永凡棋牌app