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极端条件下稳定工作的量子传感器问世
科技日报·2025-09-16 07:11

技术突破 - 美国华盛顿大学研究团队研制出新型量子传感器 能在超过大气压3万倍的极端高压条件下稳定工作并实现高灵敏测量[1] - 该传感器是首个在如此高压环境中成功运行的量子传感器 为探索物质在极端状态下的量子效应开辟新途径[1] - 测试结果显示 新型传感器能够探测到二维磁体磁场的微小变化 证明其在高压条件下仍能保持稳定和高灵敏度[2] 技术原理与优势 - 团队利用中子辐射束从氮化硼薄片中击出硼原子 在晶格中留下空位 这些空位可捕获电子 通过追踪每个电子的自旋能在量子层面深入洞察材料特性[1] - 相比此前基于三维结构钻石缺陷的传感器 新型传感器使用氮化硼薄片 厚度可小于100纳米(约为头发丝宽度的千分之一)[1] - 传感器本质上是嵌在二维材料里 与被测材料之间的距离不到1纳米 极大提升了信号分辨率[1] 装置设计与应用前景 - 装置设计包含"钻石砧" 由两块宽约400微米(大致相当于4颗尘埃颗粒宽度)的平坦钻石表面组成 在高压腔中挤压产生极端环境[2] - 新型传感器为超导研究提供新契机 可在高压条件下收集更准确的量子探测数据 为室温超导等研究提供可靠依据[2]