Ученые отказались от плоского чипа и создали вертикальный квантовый сенсор
27 сентября 2026, 14:51Наука и космосDexter1
Специалисты из Университета Твенте в Нидерландах разработали новый тип сверхпроводящего квантового сенсора, который имеет возможность исследовать магнитные структуры квантовых материалов с нанометровой точностью. Устройство функционирует даже при внешнем магнитном поле до 1 Тесла — это примерно в 20 000 раз сильнее магнитного поля Земли.
В основе новшества лежит SQUID — сверхпроводящий квантовый интерференционный детектор, который способен фиксировать крайне слабые магнитные поля. Для достижения максимально детализированных измерений его необходимо разместить как можно ближе к поверхности исследуемого материала, поскольку сила локальных магнитных полей быстро уменьшается с увеличением расстояния.
Основное новшество заключается в конструкции сенсора. Вместо традиционного плоского чипа ученые создали вертикальную микроскопическую пирамиду из кремния. На ее тонкий каркас был нанесен слой сверхпроводящего ниобия, а на самой верхушке установлен чувствительный SQUID. Такая форма позволяет приблизить датчик к образцу значительно ближе, чем это было возможно ранее.
Еще одним преимуществом является устойчивость к мощным магнитным полям. Для большинства сверхпроводящих сенсоров такие поля представляют серьезную проблему, так как могут нарушить их сверхпроводимость. Новый датчик надежно работает при поле до 1 Тесла, что делает его подходящим для исследований квантовых материалов, требующих сильного внешнего магнитного воздействия.
Конструкция состоит из четырех сверхпроводящих проводников. Два из них используются для измерения магнитного поля, а остальные два позволяют управлять положением сенсора во время сканирования и точно настраивать его чувствительность.
Разработчики подчеркивают и важное производственное преимущество. Сенсор можно изготавливать прямо на кремниевых пластинах методами, схожими с производством микросхем. За один технологический цикл потенциально можно производить сотни устройств, а выход качественных датчиков достигает почти 90%.
Кроме исследований квантовых материалов, эта технология демонстрирует возможность создания полноценной сверхпроводящей электроники внутри сложных трехмерных микроструктур. В будущем это может привести к более компактным и чувствительным квантовым измерительным приборам.
Источники:Interesting EngeneeringНаука и космос1Наука9 минут назад
Источник