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微型光电一体化集成钻石量子磁传感器有重要进展

 飞鸟

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    近日,上海微系统所采用微纳加工技术制备了一种基于氮空位(NV)色心的微型光电一体化集成钻石量子磁传感器。
    钻石是具有极高研究价值的新型量子材料。钻石量子磁传感器利用其在磁场中的量子顺磁共振效应及荧光辐射特性可以进行精密磁测量,具有高空间分辨率、高灵敏度、高生物兼容性等技术优势,在近场微观磁共振、磁异常探测、生命科学等领域有重要的应用前景。 
    上海微系统所科研团队基于晶圆级微机电工艺平台,利用标准微纳加工技术,制备出钻石量子磁传感器的核心——钻石芯片。芯片内部集成了微波辐射结构,实现了原位微波量子态操控。采用金属热压键合技术实现了钻石单晶与硅晶圆的异质集成,确保了机械稳定性。科研团队提出的制备工艺可以在晶圆级进行拓展,具有批量化制备的潜力,为建立高一致性、高灵敏度的可穿戴传感器阵列提供了可能性。
    目前钻石量子磁传感器整体尺寸仅有20×15×1.5 mm3,灵敏度达到2.03nT/√Hz。同时,该钻石磁传感器可以对小于0.5 mm(甚至更小)的目标区域进行近距离测量,具有在心磁、脑磁等弱磁信号探测场景的应用潜力,为后续实用化的可穿戴生物磁传感器提供了良好的研究基础。 

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非常好,应用领域之一就是军事化,拖拽式磁异声呐探测仪有望升级换代

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