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上海微系统所研制出微型高精度集成钻石量子电流传感器
2023年10月09日 11:33:25
来源：化工仪器网 作者：杨 点击量：4384
近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术国家重点实验室制备了基于氮空位(NV)量子色心的微型光电一体化集成钻石量子电流传感器。
【化工仪器网 项目成果】电流传感器也称磁传感器，是一种检测装置，能感受到被测电流的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
传统电流传感器主要用于工业控制和独立的电压、电流测量，因此，一般都不标称与功率测量准确度密切相关的角差指标，因此，不适用于高精度的功率测量。电动汽车、智能电网、高速列车等新兴工业应用的快速发展，对高精度的电流传感器提出了更高要求。与传统电流传感器相比，基于量子效应的传感装置可以利用量子态操控技术来提高测量的精度。这些优势使得基于量子效应的电流传感器在各种应用中具有广泛的应用前景。
金刚石中带负电荷的氮空位(NV)色心是一种点缺陷，作为一种有前途的高灵敏度固态磁场传感器被广泛研究。近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术国家重点实验室制备了基于氮空位(NV)量子色心的微型光电一体化集成钻石量子电流传感器。
该研究发展了集成式钻石传感器。这一传感器的核心元件的尺寸为毫米量级，通过标准的微加工工艺实现。与微加工兼容的光学导入与荧光收集结构的光子探测效率达 66%，在 0–400 A的测量范围内，最低检测限为2 mA，并有效利用双自旋共振调制将温度漂移降至1.92 ppm℃-1。传感器设备与磁轭的结合实现了具有电流隔离的高精度宽范围直流感测，这提高了传感器的稳定性和可靠性，解决了从研究到应用受到的集成度不足的制约问题，为当前的量子传感技术提供了新的可能性。这一成果为当前的量子传感技术提供了稳健且可扩展的平台，在电动汽车、智能电网等多个关键领域拥有良好的应用前景。
相关研究成果Millimeter-Scale Temperature Self-Calibrated Diamond-Based Quantum Sensor for High-Precision Current Sensing于近日发表在Advanced Quantum Technologies上。
参考来源： 上海微系统与信息技术研究所
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