德国研究人员研制出氮原子大小的量子传感器

　　量子技术为计算机小型化开辟了新途径。今年年初，德国弗劳恩霍夫研究人员开发出了一种微磁场下应用的量子传感器，可应用于未来计算机 硬盘识别。

这种新型量子传感器，可用于未来计算机硬盘识别。资料图

　　集成电路变得越来越复杂。最新的奔腾处理器现在可容纳约3000万个晶体管。硬盘驱动器中的磁性结构，可识别的范围仅为10至20纳米，比直 径80至120纳米的流感病毒还小。弗劳恩霍夫应用固体物理研究所（IAF）研究人员与马普固体研究所同事一起开发的这种量子传感器，可应用 于微小磁场下计算机硬盘的精确识别。这种量子传感器仅有氮原子大小，载体物质是人造钻石。

　　几十年前，弗劳恩霍夫IAF就已经开发出制造人造钻石的优化装置。但新型量子传感器需要特别纯的晶体，为此，研究人员进一步改进了制造工 艺，借助锆过滤器净化甲烷气，来获得超净人造钻石涂层。

　　制成仅有氮原子大小的结构有两种办法：直接植入单个氮原子，或在金刚石生长的最后一步加入氮。此次，研究团队在超净实验室里通过氧等 离子体蚀刻办法制作出非常精细的钻石尖，其诀窍是在晶格的相邻空位间导入氮原子。这个氮空位中心就是实际的传感器，用激光束和微波照 射时会发光，在靠近磁场时会有光的变化。

　　专家通过光学检测电子自旋共振谱测量后表示，这种氮原子传感器检测纳米级磁场的准确性很高，具有惊人的应用潜力。例如，它可以作为量 子传感器来控制硬盘驱动器的质量，检测海量数据中有缺陷的数据段。弗劳恩霍夫IAF专家克里斯托夫称，这种量子传感器还可以测量脑电波。

　　总的来说，这种量子传感器，能非常精准地测量我们在下一代硬盘中看到的微小磁场。同样，它对磁场的感知，也可以避免使用电极测量脑电 波时产生的不精确后果。这项神奇的工具还能赋予我们前所未见的新物质状态和物质相，甚至在军事上，成熟的量子传感技术也将带来诸多益 处。