近日，南郵通信與信息工程學(xué)院的科研團(tuán)隊(duì)在金剛石NV色心量子磁強(qiáng)計(jì)的研制上取得了重大突破。團(tuán)隊(duì)首次采用金剛石NV色心固態(tài)量子體系實(shí)現(xiàn)了0.01T–1.5T磁場(chǎng)范圍的量子精密測(cè)量。金剛石NV色心量子磁強(qiáng)計(jì)空間分辨率達(dá)到微米尺寸，而全球知名的瑞士Metrolab公司的PT2025型核磁共振磁強(qiáng)計(jì)探頭尺寸為毫米尺度，對(duì)待測(cè)磁場(chǎng)的梯度有嚴(yán)苛的要求，通常要求小于1000 ppm/cm。金剛石NV色心量子磁強(qiáng)計(jì)由于磁場(chǎng)敏感核心物質(zhì)只有微米尺寸，有望解決大磁場(chǎng)梯度缺乏量子計(jì)量技術(shù)的難題。團(tuán)隊(duì)通過使用新松多可機(jī)器人GCR5-910，提高了芯片表面微波磁場(chǎng)自動(dòng)化測(cè)試水平和精度，在控制精度和便利性上都有了巨大的提升，已成功實(shí)現(xiàn)單個(gè)圓柱永磁體表面磁場(chǎng)強(qiáng)度的自溯源顯微測(cè)量。

金剛石NV色心量子磁強(qiáng)計(jì)

這一創(chuàng)新成果具有高空間分辨能力和寬量程的顯著優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)磁測(cè)量，醫(yī)療影像裝備研發(fā)和集成電路測(cè)試等前沿應(yīng)用領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值。這一創(chuàng)新成果標(biāo)志著我國在量子磁測(cè)量領(lǐng)域邁出了堅(jiān)實(shí)的一步，在計(jì)量量子化時(shí)代，助力磁場(chǎng)計(jì)量的扁平化，有望為先進(jìn)制造業(yè)提供更便捷的服務(wù)。這一技術(shù)為高端永磁體的定量顯微測(cè)量分析提供了共性支撐技術(shù)，對(duì)提升我國高端磁性材料的研發(fā)和制造能力意義重大。

金剛石NV色心量子磁強(qiáng)計(jì)校準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)圖

金剛石NV色心量子磁強(qiáng)計(jì)空間分辨率達(dá)到微米尺寸，而全球知名的瑞士Metrolab公司的PT2025型核磁共振磁強(qiáng)計(jì)探頭尺寸為毫米尺度，對(duì)待測(cè)磁場(chǎng)的梯度有嚴(yán)苛的要求，通常要求小于1000ppm/cm。金剛石NV色心量子磁強(qiáng)計(jì)由于磁場(chǎng)敏感核心物質(zhì)只有微米尺寸，通過使用新松多可機(jī)器人通過位移臺(tái)調(diào)整提升芯片表面微波磁場(chǎng)自動(dòng)化測(cè)試水平和精度，有望解決大磁場(chǎng)梯度缺乏量子計(jì)量技術(shù)的難題。團(tuán)隊(duì)已成功實(shí)現(xiàn)單個(gè)圓柱永磁體表面磁場(chǎng)強(qiáng)度的自溯源顯微測(cè)量。

高端釤鈷永磁體表面磁場(chǎng)顯微自溯源測(cè)量