فناوری نوآورانه حسگر کوانتومی مبتنی بر الماس امکان تصویربرداری سریع مغناطیسی را فراهم می کند

فناوری نوآورانه حسگر کوانتومی مبتنی بر الماس امکان تصویربرداری سریع مغناطیسی را فراهم می کند

محققان فناوری حسگر کوانتومی مبتنی بر الماس را با استفاده از تصاویر دوربین سریع به عنوان یک مغناطیس‌سنج میدان وسیع بهبودیافته، مهار کرده‌اند.

فناوری سنسور کوانتومی مبتنی بر الماس امکان کاهش حساسیت، وضوح و سرعت منحصر به فرد را فراهم می کند. علاوه بر این، در را برای کاربردهای اساسی جدید در زمینه های مختلف، مانند آزمایش مواد یا زیست پزشکی باز می کند.

استفاده از مغناطیس‌سنج میدان وسیع، میدان سرگردان مغناطیسی یک نمونه را قادر می‌سازد تا به سرعت در یک محدوده بزرگ اندازه‌گیری شود.

فناوری نوآورانه حسگر کوانتومی مبتنی بر الماس امکان تصویربرداری سریع مغناطیسی را فراهم می کند

این روش اندازه گیری راه های جدیدی را در اندازه گیری باز می کند. به دلیل کاربردهای گسترده از نمونه های معدنی تا آلی، برای صنایع مختلف مانند (نانو) الکترونیک، علوم مواد یا زیست پزشکی مناسب است.

این مفهوم در LASER World of QUANTUM 2023 به عنوان بخشی از مرکز سنجش کوانتومی فرایبورگ ارائه خواهد شد که در آن چندین موسسه تخصص خود را در زمینه مغناطیس سنجی کوانتومی به نمایش می گذارند.

انجام مغناطیس سنجی با الماس
فناوری سنسور کوانتومی مبتنی بر الماس بر اساس مراکز خالی نیتروژن (NV) در الماس های لایه نازک است – یک مفهوم جدید در زمینه سنجش کوانتومی.

راه‌اندازی جدید از یک مولد شکل موج دلخواه (AWG) استفاده می‌کند که تشعشعات مایکروویو را تولید می‌کند و لیزر و پنجره زمان ضبط دوربین را با دقت نانوثانیه راه‌اندازی می‌کند.

استفاده از پروتکل های مختلف اندازه گیری، انعطاف پذیری و دقت بالایی را در اندازه گیری ها فراهم می کند.

دکتر Jan Jeske، معاون مدیر واحد تجاری دستگاه‌های کوانتومی در Fraunhofer IAF، توضیح داد: «مغناطیس‌سنج میدان گسترده نه تنها از تنظیمات بهبود یافته ما، بلکه از فرآیند رشد توسعه‌یافته در Fraunhofer IAF برای صفحات الماسی که ما از آن‌ها به عنوان حسگر استفاده می‌کنیم، سود می‌برد.

مزایای فناوری سنسور کوانتومی مبتنی بر الماس چیست؟
در علم مواد، روش‌های تجربی برای مشخص کردن مواد پلی کریستالی به منظور دستیابی به درک میکروسکوپی از رفتار مواد ماکروسکوپی استفاده می‌شود.

بنابراین، فناوری حسگر کوانتومی مبتنی بر الماس، درک بهتر مواد و چگونگی بهینه‌سازی خواص آنها را ممکن می‌سازد.

با این حال، روش‌های فعلی معمولاً به زمان‌های اندازه‌گیری طولانی و امکانات آزمایشی بزرگ متکی هستند. اغلب اوقات شرایط خلاء یا ذرات پرانرژی نیز ضروری است، که می تواند تأثیر مضری بر ماده نمونه داشته باشد.

استفاده از این فناوری در مغناطیس سنجی میدان گسترده بر اساس مراکز NV یک روش جایگزین و غیر تهاجمی است که در دمای اتاق عمل می کند. این امر فرصت های جدیدی را برای بینش در مورد توزیع میدان مغناطیسی میکروسکوپی باز می کند که پتانسیل زیادی برای تجزیه و تحلیل مواد دارد.

فناوری سنسور کوانتومی مبتنی بر الماس به نمونه‌های مواد معدنی محدود نمی‌شود، بلکه می‌تواند به دلیل تقاضای نسبتاً کم آن در محیط اندازه‌گیری، برای نمونه‌های آلی نیز اعمال شود.

این ویژگی‌های اندازه‌گیری، همراه با سرعت بالای اندازه‌گیری روش توسعه‌یافته در Fraunhofer IAF، حتی امکان اندازه‌گیری‌های پیچیده مانند نوسانات، میدان‌های متناوب و اندازه‌گیری‌های جریان متناوب (AC) را فراهم می‌کند.

این فناوری نوآورانه راه را برای روش های جدید تجزیه و تحلیل مواد هموار خواهد کرد.

مزایای اندازه گیری مغناطیس سنج میدان گسترده
در علم مواد، روش‌های تجربی برای مشخص کردن مواد چند کریستالی به منظور به دست آوردن درک میکروسکوپی از رفتار مواد ماکروسکوپی استفاده می‌شود. این امر درک بهتر مواد و بهینه سازی خواص آنها را ممکن می سازد. با این حال، روش‌های فعلی معمولاً به زمان‌های اندازه‌گیری طولانی و امکانات آزمایشی بزرگ متکی هستند. اغلب شرایط خلاء یا ذرات پرانرژی نیز ضروری است که می تواند تأثیر مخربی بر ماده نمونه داشته باشد.

مغناطیس سنجی میدان گسترده بر اساس مراکز NV یک روش جایگزین و غیر تهاجمی است که در دمای اتاق عمل می کند. این امر فرصت های جدیدی را برای بینش در مورد توزیع میدان مغناطیسی میکروسکوپی باز می کند که پتانسیل زیادی برای تجزیه و تحلیل مواد دارد. این سیستم به نمونه‌های مواد معدنی محدود نمی‌شود، بلکه می‌تواند برای نمونه‌های آلی نیز به دلیل تقاضای نسبتاً کم آن در محیط اندازه‌گیری اعمال شود. این ویژگی‌های اندازه‌گیری، همراه با سرعت بالای اندازه‌گیری روش توسعه‌یافته در Fraunhofer IAF، حتی امکان اندازه‌گیری‌های پیچیده مانند نوسانات، میدان‌های متناوب و اندازه‌گیری‌های جریان متناوب (AC) را فراهم می‌کند که راه را برای روش‌های جدید تجزیه و تحلیل مواد هموار می‌کند.

ارائه شده توسط موسسه Fraunhofer برای فیزیک حالت جامد کاربردی IAF

نقل قول: تصویربرداری سریع مغناطیسی با فناوری سنسور کوانتومی مبتنی بر الماس (2023، 20 ژوئن) در 1 ژوئیه 2023 از بازیابی شده است.