氮原子大小的量子传感器研制成功

柏林，1月3日(记者顾刚)——量子技术为计算机小型化开辟了新的途径。来自德国弗龙霍夫的研究人员最近开发了一种量子传感器，可以在微磁场中使用，以在未来识别计算机硬盘。

集成电路变得越来越复杂。最新的奔腾处理器现在可以容纳大约3000万个晶体管。硬盘驱动器中的磁性结构只能在10至20纳米的范围内识别，这小于直径为80至120纳米的流感病毒。佛罗里达霍夫应用固体物理研究所的研究人员和马克斯·普朗克固体物理研究所的同事开发的量子传感器可以应用于在小磁场下精确识别计算机硬盘。量子传感器只有一个氮原子大小，载体物质是人造钻石。

几十年来，Flawn Hofiaf开发了一种制造人造钻石的优化设备。然而，新的量子传感器需要特别纯的晶体。因此，研究人员进一步改进制造工艺，用锆过滤器净化甲烷气体，获得超洁净的人造金刚石涂层。

制造只有氮原子大小的结构有两种方法:直接注入单个氮原子或在金刚石生长的最后一步添加氮原子。这一次，研究小组在超净实验室中通过氧等离子蚀刻生产出了非常精细的金刚石刀头。诀窍是在晶格中相邻空位之间引入氮原子。这个氮空位的中心是实际的传感器，当受到激光束和微波照射时，它会发光，当接近磁场时，它的光会发生变化。

专家表示，经过光学检测的电子自旋共振光谱测量，氮原子传感器在检测纳米级磁场方面具有很高的精度，具有惊人的应用潜力。例如，它可以用作量子传感器来控制硬盘驱动器的质量，并检测海量数据中有缺陷的数据段。弗龙霍夫的专家克里斯托弗说，量子传感器也可以测量脑电波。