中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
量子技術(shù)為計算機小型化開(kāi)辟了新途徑。德國弗勞恩霍夫研究人員近日開(kāi)發(fā)出了一種微磁場(chǎng)下應用的量子傳感器，可應用于未來(lái)計算機硬盤(pán)識別。
集成電路變得越來(lái)越復雜。最新的奔騰處理器現在可容納約3000萬(wàn)個(gè)晶體管。硬盤(pán)驅動(dòng)器中的磁性結構，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，可應用于微小磁場(chǎng)下計算機硬盤(pán)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(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構有兩種辦法：直接植入單個(gè)氮原子，或在金剛石生長(cháng)的最后一步加入氮。此次，研究團隊在超凈實(shí)驗室里通過(guò)氧等離子體蝕刻辦法制作出非常精細的鉆石尖，其訣竅是在晶格的相鄰空位間導入氮原子。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(zhuān)家通過(guò)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(chǎng)的準確性很高，具有驚人的應用潛力。例如，它可以作為量子傳感器來(lái)控制硬盤(pán)驅動(dòng)器的質(zhì)量，檢測海量數據中有缺陷的數據段。弗勞恩霍夫IAF專(zhuān)家克里斯托夫稱(chēng)，這種量子傳感器還可以測量腦電波。
這種量子傳感器，能非常精準地測量我們在下一代硬盤(pán)中看到的微小磁場(chǎng)。同樣，它對磁場(chǎng)的感知，也可以避免使用電極測量腦電波時(shí)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(jiàn)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(lái)諸多益處。
