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麻省理工学院研发基于钻石的量子传感器

时间:2019-09-26 阅读:
钻石的NV中心是带电子的缺陷,可以被光和微波操纵。作为对这种操控的回应,它们发出彩色图像,这些图像携带关于周围磁场和电场的量子信息。这些数据可以用于生物传感、神经成像、目标检测和其他传感应用。

麻省理工学院研究人员率先在硅芯片上创建了基于钻石的量子传感器。该团队认为,这种技术在未来将低成本制造可扩展硬件,这些硬件将用于量子计算,传感和通信。该技术突破利用了所谓的“氮空位(NV)中心”。

钻石的NV中心是带电子的缺陷,可以被光和微波操纵。作为对这种操控的回应,它们发出彩色图像,这些图像携带关于周围磁场和电场的量子信息。这些数据可以用于生物传感、神经成像、目标检测和其他传感应用。

研究小组指出,传统的NV传感器大小相当于厨房桌子,并且还需要其它大型组件,从而限制了传感器的实用性和灵活性。麻省理工学院团队已经研究出如何使用传统半导体制造技术,将包括微波发生器,滤光器和光电探测器等组件集成到毫米级封装中。

该传感器在室温下工作,可以感应方向和磁场强度。该团队能够使用这种传感器来测量原子尺度的频率变化。该数据可能包含有关环境的信息。研究人员说,通过进一步完善,该传感器还可以用于其他领域,包括绘制大脑中的电脉冲图,以及在漆黑的情况下探测物体。

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