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氮原子大小的量子传感器研制成功,德意志联邦

2019-09-03 13:01栏目:新闻资讯
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德国开发出检测玻璃幕墙裂纹的传感器 可识别5毫米长的微裂

氮原子大小的量子传感器研制成功 可用于未来计算机硬盘识别及脑电波测量

小鱼儿30码 1

小鱼儿玄机2站,科技日报柏林1月3日电 量子技术为计算机小型化开辟了新途径。德国弗劳恩霍夫研究人员近日开发出了一种微磁场下应用的量子传感器,可应用于未来计算机硬盘识别。

小鱼儿30码,据德国弗劳恩霍夫研究所网站报道,该所科学家研发的一个特殊传感器系统可以检测到玻璃幕墙上微小的裂纹,并对即将发生的玻璃破碎的危险发出警告。相关技术将在5月18日至20日举行的纽伦堡国际传感器、测试测量技术展上进行展示。

小鱼儿马会开奖结果,集成电路变得越来越复杂。最新的奔腾处理器现在可容纳约3000万个晶体管。硬盘驱动器中的磁性结构,可识别的范围仅为10至20纳米,比直径80至120纳米的流感病毒还小。弗劳恩霍夫应用固体物理研究所研究人员与马普固体研究所同事一起开发的这种量子传感器,可应用于微小磁场下计算机硬盘的精确识别。这种量子传感器仅有氮原子大小,载体物质是人造钻石。

玻璃幕墙体现了现代建筑学与美学结构设计的最佳结合。不过,玻璃幕墙上的玻璃破碎坠落危及行人的情况也时有发生,而迄今为止,相关安全检查一般仅依靠敲打玻璃的声音来判断。这样的检测只能确认已经形成整条裂痕的玻璃,而不能警告即将发生的危险。

弗劳恩霍夫IAF几十年前就已开发出制造人造钻石的优化装置。但新型量子传感器需要特别纯的晶体,为此,研究人员进一步改进了制造工艺,借助锆过滤器净化甲烷气来获得超净人造钻石涂层。

现在,位于维尔茨堡的德国弗劳恩霍夫硅酸盐研究所与行业合作伙伴共同开发了一个传感器,它可识别5毫米长的微裂纹,并在玻璃实际破裂之前就及时发出维修提示。负责该研究的伯恩哈德:布伦纳博士介绍说,他们在一块玻璃上按照一米的间距安装多个压电传感器执行器模块(piezoelektrische Sensor-Aktor-Module),一个传感器执行器模块产生超声波,其他传感器接收这种注册过的超声波。如果超声波信号保持不变,说明玻璃是完好的;如果信号发生变化,就表明玻璃产生了裂痕。通常,这些裂纹从玻璃的边缘产生,最初是不可见。随着时间的推移,例如在环境温度变化的影响下,它才会逐渐扩大。

制成仅有氮原子大小的结构有两种办法:直接植入单个氮原子,或在金刚石生长的最后一步加入氮。此次,研究团队在超净实验室里通过氧等离子体蚀刻办法制作出非常精细的钻石尖,其诀窍是在晶格的相邻空位间导入氮原子。这个氮空位中心就是实际的传感器,用激光束和微波照射时会发光,在靠近磁场时会有光的变化。

该传感器通过电缆连接到建筑物的控制系统,所有传入的数据都会被自动分析,当玻璃出现微小裂缝时就会触发警报。研究者还成功将传感器安装到层压玻璃面板间。由于这些传感器在层压玻璃的生产过程中就已经被整合到两块玻璃板之间,因此,它们能在玻璃安装前就检测到玻璃在运输过程中出现的缺陷。

专家通过光学检测电子自旋共振谱测量后表示,这种氮原子传感器检测纳米级磁场的准确性很高,具有惊人的应用潜力。例如,它可以作为量子传感器来控制硬盘驱动器的质量,检测海量数据中有缺陷的数据段。弗劳恩霍夫IAF专家克里斯托夫称,这种量子传感器还可以测量脑电波。

这一新的安全系统不仅可以提前预测玻璃碎裂,还能提供舒适的功能:该传感器执行器模块同温度和光传感器相连,可以根据光照情况选择开关百叶窗,从而控制室内环境。

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