鑽石量子磁力計問世！微型化設計突破測量極限

弗勞恩霍夫應用固態物理研究所(IAF)將於6月24日至27日在慕尼黑量子世界展會上，展示其最新研發的微型化量子磁力計。這款採用鑽石氮空位(NV)技術的系統，以卓越的穩定性、高度整合性及頂尖的測量靈敏度著稱，開創了生醫檢測、材料分析、導航定位與地質探勘等領域的全新測量可能性。

這款革命性的向量磁力計具備簡易校正、高達pico特斯拉等級的靈敏度，以及寬廣的動態量測範圍等優勢。其微型化設計特別適合需要高精度且低幹擾的測量場景，例如神經傳導生化檢測或微電子元件分析。

弗勞恩霍夫IAF量子裝置部門主管Michael Stoebe博士強調：「鑽石NV磁力計最突出的特點在於其直覺式運作機制，能在各種環境條件下精準量測地球磁場的向量分量。這不僅是技術革新，更是感測器發展史上的重大突破。」

鑽石晶格中沿四個晶軸排列的NV中心，賦予該系統獨特優勢。採用<100>晶向鑽石即可透過單一晶片檢測磁場所有向量分量，大幅降低校正需求。這項突破克服了傳統磁力計的限制，為多領域研究帶來革命性進展。

研發團隊在短短一年內將量子磁力計體積縮小30倍，感測頭尺寸已媲美工業級光泵磁力計(OPM)，卻保有pico特斯拉等級的靈敏度。其卓越的穩定性與寬廣量測範圍，使其能在各類嚴苛環境中維持優異效能。

Stoebe博士透露：「我們正致力於進一步提升整合度與靈敏度，目標是在明年將感測器體積再縮小5倍，同時將靈敏度推進至sub-pico特斯拉等級。」

該系統可選配水冷裝置，確保在惡劣操作條件下仍能穩定運作。弗勞恩霍夫IAF專案經理Michael Kunzer博士表示：「我們採取應用導向的研發策略，持續針對不同需求最佳化感測系統。」

研究團隊同時精進NV鑽石感測頭的製程技術，透過特殊反應爐生長合成鑽石，並以氮原子取代碳原子來製造量子元件。預計明年將把晶圓尺寸從現有的2吋提升至可量產的4吋規格。

在導航應用方面，這款量子感測器能建立詳盡的磁場地圖，提供不依賴GNSS的自主導航方案。其向量磁力計技術可在GPS訊號不佳的環境（如水下、峽谷、建築物或隧道內）實現精準定位。

地質探勘領域也將因此受惠，該系統能非接觸式定位地下礦藏，並大範圍偵測未爆彈等危險物品。透過分析地殼磁場特徵，可繪製磁異常圖譜，精確標示可疑物體的位置、深度與形狀，大幅提升探勘效率與安全性。

[end]