量子技術(shù)為計(jì)算機(jī)小型化開(kāi)辟了新途徑。德國(guó)弗勞恩霍夫研究人員近日開(kāi)發(fā)出了一種微磁場(chǎng)下應(yīng)用的量子傳感器，可應(yīng)用于未來(lái)計(jì)算機(jī)硬盤(pán)識(shí)別。
集成電路變得越來(lái)越復(fù)雜。最新的奔騰處理器現(xiàn)在可容納約3000萬(wàn)個(gè)晶體管。硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中的磁性結(jié)構(gòu)，可識(shí)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(kāi)發(fā)的這種量子傳感器，可應(yīng)用于微小磁場(chǎng)下計(jì)算機(jī)硬盤(pán)的精確識(shí)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(kāi)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(guò)濾器凈化甲烷氣來(lái)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(gè)氮原子，或在金剛石生長(zhǎng)的最后一步加入氮。此次，研究團(tuán)隊(duì)在超凈實(shí)驗(yàn)室里通過(guò)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(gè)氮空位中心就是實(shí)際的傳感器，用激光束和微波照射時(shí)會(huì)發(fā)光，在靠近磁場(chǎng)時(shí)會(huì)有光的變化。
專家通過(guò)光學(xué)檢測(cè)電子自旋共振譜測(cè)量后表示，這種氮原子傳感器檢測(cè)納米級(jí)磁場(chǎng)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(lái)控制硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的質(zhì)量，檢測(cè)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(cè)量腦電波。
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