中國電子元件行業(yè)協(xié)會
China Electronic Components Association
量子技術(shù)為計算機(jī)小型化開辟了新途徑。德國弗勞恩霍夫研究人員近日開發(fā)出了一種微磁場下應(yīng)用的量子傳感器，可應(yīng)用于未來計算機(jī)硬盤識別。
集成電路變得越來越復(fù)雜。最新的奔騰處理器現(xiàn)在可容納約3000萬個晶體管。硬盤驅(qū)動器中的磁性結(jié)構(gòu)，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(yīng)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(fā)的這種量子傳感器，可應(yīng)用于微小磁場下計算機(jī)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(zhì)是人造鉆石。
弗勞恩霍夫IAF幾十年前就已開發(fā)出制造人造鉆石的優(yōu)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(jìn)一步改進(jìn)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(jié)構(gòu)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(tuán)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(xì)的鉆石尖，其訣竅是在晶格的相鄰空位間導(dǎo)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(fā)光，在靠近磁場時會有光的變化。
專家通過光學(xué)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(zhǔn)確性很高，具有驚人的應(yīng)用潛力。例如，它可以作為量子傳感器來控制硬盤驅(qū)動器的質(zhì)量，檢測海量數(shù)據(jù)中有缺陷的數(shù)據(jù)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。
這種量子傳感器，能非常精準(zhǔn)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(chǎn)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(zhì)狀態(tài)和物質(zhì)相，甚至在軍事上，成熟的量子傳感技術(shù)也將帶來諸多益處。
