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金刚石氮空位(NV)色心磁力计应用前景广阔 产业化进程将不断推进

2025-08-21 17:31      责任编辑:王昭    来源:www.newsijie.com    点击:
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金刚石氮空位(NV)色心磁力计应用前景广阔 产业化进程将不断推进

  金刚石氮空位(NV)色心磁力计又称金刚石NV色心磁强计,是一种量子磁力计,利用NV色心对磁场的响应来对磁场进行测量,即将NV色心基态电子自旋制备到两个本征态的等幅叠加态上,待测磁场导致两个本征态相位的差异,再转化为粒子数分布读取出来,获得待测磁场。

  量子比特对环境扰动极度敏感,金刚石NV色心磁力计是以NV色心作为电子自旋量子比特与外部磁场耦合。NV色心是金刚石内部一种原子级的微小缺陷,人工NV色心可通过高能电子束或离子束辐照金刚石产生碳空位,再经高温退火使空位与掺杂的氮原子结合形成。

  金刚石NV色心磁力计具有高灵敏度,基于单个色心的磁力计灵敏度可达nT量级,基于色心系综的灵敏度可达0.1pT量级。根据新思界产业研究中心发布的《2025-2029年中国金刚石氮空位(NV)色心磁力计行业市场深度调研与发展趋势预测研究报告》显示,高灵敏度、高空间分辨率特点使金刚石NV色心磁力计在空间弱磁场探测、心脑磁场成像、地质资源勘探、工业检测、前沿科学、材料科学等领域展现出巨大应用前景。
 
  近年来,金刚石NV色心磁力计技术处于快速发展中,美国哈佛大学、麻省理工学院、德国马普高分子研究所、弗劳恩霍夫应用物理研究所、韩国标准科学研究院、中国科技大学、哈尔滨工业大学、北京航空航天大学、南京邮电大学等单位在金刚石NV色心磁力计灵敏度提高、小型化集成化、精度提高等方面展开了大量研究,并取得了一定成果。

  随着量子技术加速落地,金刚石NV色心磁力计正逐渐从实验室迈向产业化应用,产业化布局企业包括博世量子传感、德国Attocube公司、安徽国盛量子科技有限公司等,其中国盛量子开发的QDMag-100金刚石磁力仪灵敏度已突破至皮特斯拉级。

  量子磁测量是量子精密测量的重要组成,目前量子精密测量市场正处于快速发展中,预计2030年全球市场规模将达40亿美元。金刚石NV色心磁力计作为量子磁测量领域潜力工具,应用前景广阔。

  新思界行业分析人士表示,金刚石NV色心磁力计在空间分辨率、灵敏度方面具有优势,可以实现更高灵敏度的磁场测量,产业化前景广阔。近年来,金刚石NV色心磁力计技术创新热度较高,随着技术成熟和应用拓展,金刚石NV色心磁力计有望成为高精度磁场测量、高空间分辨率成像等领域的重要工具。

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