麻省理工學院研究人員率先在硅芯片上創(chuàng)建了基于鉆石的量子傳感器。該團隊認為,這種技術(shù)在未來將低成本制造可擴展硬件,這些硬件將用于量子計算,傳感和通信。該技術(shù)突破利用了所謂的“氮空位(NV)中心”。
鉆石的NV中心是帶電子的缺陷,可以被光和微波操縱。作為對這種操控的回應(yīng),它們發(fā)出彩色圖像,這些圖像攜帶關(guān)于周圍磁場和電場的量子信息。這些數(shù)據(jù)可以用于生物傳感、神經(jīng)成像、目標檢測和其他傳感應(yīng)用。
研究小組指出,傳統(tǒng)的NV傳感器大小相當于廚房桌子,并且還需要其它大型組件,從而限制了傳感器的實用性和靈活性。麻省理工學院團隊已經(jīng)研究出如何使用傳統(tǒng)半導體制造技術(shù),將包括微波發(fā)生器,濾光器和光電探測器等組件集成到毫米級封裝中。
該傳感器在室溫下工作,可以感應(yīng)方向和磁場強度。該團隊能夠使用這種傳感器來測量原子尺度的頻率變化。該數(shù)據(jù)可能包含有關(guān)環(huán)境的信息。研究人員說,通過進一步完善,該傳感器還可以用于其他領(lǐng)域,包括繪制大腦中的電脈沖圖,以及在漆黑的情況下探測物體。
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