近日，南郵通信與信息工程學(xué)院的科研團(tuán)隊在金剛石NV色心量子磁強計的研制上取得了重大突破。團(tuán)隊首次采用金剛石NV色心固態(tài)量子體系實現(xiàn)了0.01T–1.5T磁場范圍的量子精密測量。金剛石NV色心量子磁強計空間分辨率達(dá)到微米尺寸，而全球知名的瑞士Metrolab公司的PT2025型核磁共振磁強計探頭尺寸為毫米尺度，對待測磁場的梯度有嚴(yán)苛的要求，通常要求小于1000 ppm/cm。金剛石NV色心量子磁強計由于磁場敏感核心物質(zhì)只有微米尺寸，有望解決大磁場梯度缺乏量子計量技術(shù)的難題。團(tuán)隊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自動化測試水平和精度，在控制精度和便利性上都有了巨大的提升，已成功實現(xiàn)單個圓柱永磁體表面磁場強度的自溯源顯微測量。

金剛石NV色心量子磁強計

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，在工業(yè)磁測量，醫(yī)療影像裝備研發(fā)和集成電路測試等前沿應(yīng)用領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值。這一創(chuàng)新成果標(biāo)志著我國在量子磁測量領(lǐng)域邁出了堅實的一步，在計量量子化時代，助力磁場計量的扁平化，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量分析提供了共性支撐技術(shù)，對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色心量子磁強計校準(zhǔn)現(xiàn)場圖

金剛石NV色心量子磁強計空間分辨率達(dá)到微米尺寸，而全球知名的瑞士Metrolab公司的PT2025型核磁共振磁強計探頭尺寸為毫米尺度，對待測磁場的梯度有嚴(yán)苛的要求，通常要求小于1000ppm/cm。金剛石NV色心量子磁強計由于磁場敏感核心物質(zhì)只有微米尺寸，通過使用新松多可機(jī)器人通過位移臺調(diào)整提升芯片表面微波磁場自動化測試水平和精度，有望解決大磁場梯度缺乏量子計量技術(shù)的難題。團(tuán)隊已成功實現(xiàn)單個圓柱永磁體表面磁場強度的自溯源顯微測量。

高端釤鈷永磁體表面磁場顯微自溯源測量