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晶片式磁場感應器

2011/02/09 | 未分類 |

Original publish date:Jan 09, 2005

編輯 HCC 報導

依據去年十二月Applied Physics Letters的文獻報導,NIST研究人員發明低功率、米粒般大小的晶片式磁場感應器,能檢測到50 picoteslas的磁場,此強度較地球磁場的百萬分之一還低。新型感應器能以電池驅動,尺寸大小為目前原子式磁場感應器的百分之一。

由於電子在磁場內的能階會產生微小的變化,美國國家標準與技術局(NIST)的研究人員則在於找出新的、空間縮減的磁場檢測方法,NIST依據2004年八月所成功研發的晶片型原子鐘(chip-scale atomic clock)工作原理,將密封在透明盒體內的微量銣原子(rubidium)加熱,形成銣原子蒸氣(rubidium vapor),再以半導體雷射光穿射銣原子蒸氣。因為磁場內的銣原子雷射光吸收量會改變,所以能以光電池(photocell)檢測出改變量。

此種新型磁場感應器能以現有製造微電子與微機電(MEMS).的技術,在晶圓上進行製造與組合,由於微機電製造技術已經成熟,因此具備低成本量產的可能性。研究人員估計感應器核心組成與相關電子零件構裝後,其尺寸大小約一顆方糖。

NIST的新式磁場感應器相當靈敏,能夠偵測到埋在地表下35米深度的六英吋鐵管。其在商業上的應用預期包括手持式未爆彈偵測設備、精確導航用儀器、醫療儀器以及使用於礦產與油礦的地球物理勘察。

NIST的研究團隊對磁阻元件也很有興趣,目前使用在電腦硬碟機的磁阻(magnetoresistive)讀寫頭雖然較小、較便宜,不過量敏度與精確度較差。NIST的另一組研究團隊也開發了新型磁阻磁感應器。

參考來源:

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  • [Sep 11, 2004] 世界最小的原子鐘

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