氮原子大小的量子傳感器研制成功

　　量子技術為計算機小型化開辟了新途徑。德國弗勞恩霍夫研究人員近日開發出了一種微磁場下應用的量子傳感器，可應用于未來計算機硬盤識別。

　　 集成電路變得越來越復雜。最新的奔騰處理器現在可容納約3000萬個晶體管。硬盤驅動器中的磁性結構，可識別的范圍僅為10至20納米，比直徑80至120納米的流感病毒還小。弗勞恩霍夫應用固體物理研究所（IAF）研究人員與馬普固體研究所同事一起開發的這種量子傳感器，可應用于微小磁場下計算機硬盤的精確識別。這種量子傳感器僅有氮原子大小，載體物質是人造鉆石。

　　 弗勞恩霍夫IAF幾十年前就已開發出制造人造鉆石的優化裝置。但新型量子傳感器需要特別純的晶體，為此，研究人員進一步改進了制造工藝，借助鋯過濾器凈化甲烷氣來獲得超凈人造鉆石涂層。

　　 制成僅有氮原子大小的結構有兩種辦法：直接植入單個氮原子，或在金剛石生長的最后一步加入氮。此次，研究團隊在超凈實驗室里通過氧等離子體蝕刻辦法制作出非常精細的鉆石尖，其訣竅是在晶格的相鄰空位間導入氮原子。這個氮空位中心就是實際的傳感器，用激光束和微波照射時會發光，在靠近磁場時會有光的變化。

　　 專家通過光學檢測電子自旋共振譜測量后表示，這種氮原子傳感器檢測納米級磁場的準確性很高，具有驚人的應用潛力。例如，它可以作為量子傳感器來控制硬盤驅動器的質量，檢測海量數據中有缺陷的數據段。弗勞恩霍夫IAF專家克里斯托夫稱，這種量子傳感器還可以測量腦電波。

　　 總編輯圈點

　　 這種量子傳感器，能非常精準地測量我們在下一代硬盤中看到的微小磁場。同樣，它對磁場的感知，也可以避免使用電極測量腦電波時產生的不精確后果。這項神奇的工具還能賦予我們前所未見的新物質狀態和物質相，甚至在軍事上，成熟的量子傳感技術也將帶來諸多益處。