
近日,東京科學研究所、哈佛大學和日立公司的研究人員使用金剛石量子傳感器分析了電力電子中使用的軟磁材料的磁化響應。
該方法可以同時對高達 2.3 MHz 頻率范圍內的交流雜散場的幅度和相位進行成像。它采用具有氮空位中心的金剛石量子傳感器,并結合了兩種新協議:用于 kHz 頻率的量子比特頻率跟蹤 (Qurack) 和用于 MHz 頻率的量子異差 (Qdyne) 成像。
研究人員利用該技術繪制了高頻電感器中使用的 CoFeB–SiO2 薄膜的雜散磁場圖。他們觀察到,這些薄膜在高達 2.3 MHz 的頻率下表現出接近零的相位延遲,并且能量損失取決于材料的磁各向異性。
東京科學研究所工程學院教授波多野睦子在一份新聞稿中表示:“在寬頻率范圍內同時對交流磁場的幅度和相位進行成像,為電力電子、電磁體、非易失性存儲器和自旋電子學技術提供了眾多潛在應用。Qurack 的性能可以通過采用高性能信號發生器來擴展其幅度范圍來增強,而優化自旋相干時間和微波控制速度則可以拓寬 Qdyne 的頻率檢測范圍。”

劍橋大學、日立公司、澳大利亞國立大學、悉尼科技大學和牛津大學的研究人員利用六方氮化硼(hBN) 中的自旋缺陷作為室溫多軸傳感器,能夠檢測納米級矢量磁場。
該團隊利用光學檢測磁共振(ODMR)技術,研究了六方氮化硼晶格中原子級缺陷如何響應磁場變化而發出熒光。“ODMR并非一項新技術——但我們已經證明,使用六方氮化硼平臺構建的探針將使這項技術能夠應用于各種新情況。這令人興奮,因為它為我們打開了前所未有的磁現象和納米材料成像的大門,”劍橋大學卡文迪什實驗室的研究員西蒙娜·艾薩吉爾·巴克(Simone Eizagirre Barker)在一份聲明中說道。
牛津大學材料學副教授漢娜·斯特恩在一份聲明中補充道:“主體材料的二維特性也為該傳感器的應用開辟了令人興奮的新可能性。例如,該技術的空間分辨率取決于樣品和傳感器之間的距離。利用原子級厚度的材料,我們有可能實現原子級磁場空間映射。”
慕尼黑工業大學和美因茨大學的研究人員開發了一種基于量子傳感器的新型顯微鏡。核自旋顯微鏡是一種磁共振成像(MRI)技術,它通過將核磁共振(NMR)的磁信號轉換為光信號,實現可視化。
該顯微鏡的分辨率為10微米,利用鉆石中的氮空位中心作為核磁共振信號的量子傳感器。當受到激光照射時,鉆石會產生包含核磁共振信號信息的熒光信號,然后用高速攝像機記錄下來。除了在醫學診斷和藥物研究方面的應用外,它還有可能在材料科學領域用于分析薄膜材料或催化劑的化學成分。
