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

  浏览量2023-12-02 作者: 安博体育官方网站下载

  ——习在致中国科学院建院70周年贺信中作出的“两加快一努力”重要指示要求

  1949年,伴随着新中国的诞生,中国科学院成立。作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我们国家科技进步、经济社会持续健康发展和国家安全做出了无法替代的重要贡献。更多简介 +

  中国科学院院级科技专项体系包括战略性先导科技专项、重点部署科研专项、科学技术人才专项、科学技术合作专项、科技平台专项5类一级专项,实行分类定位、分级管理。

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  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,由上海市人民政府主管,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展的策略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  电动汽车、智能电网、高速列车等新兴工业应用的加快速度进行发展,对高精度的电流传感器提出了更加高的要求。与传统电流传感器相比,基于量子效应的传感装置能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。

  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,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。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。

  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通过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。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。相关研究成果以Millimeter-Scale Temperature Self-Calibrated Diamond-Based Quantum Sensor for High-Precision Current Sensing为题,发表在Advanced Quantum Technologies上。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,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。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。研究工作得到国家重点研发计划和中国科学院战略性先导科技专项等的支持。论文链接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

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