新型磁力计敏感度提升二十倍
美国布朗大学(Brown University)的科学家发明了一种体积微小、敏感度很高的磁力计。研究者称在磁敏免疫分析、量子材料磁场高分辨率成像方面有很好的应用前景。
这项发明的主要研究者之一布朗大学物理系的肖刚(Gang Xiao,译音)说:“我们身边几乎一切都在产生磁场,从电子设备到我们跳动的心脏。通过这些磁场我们可以得到这些系统的信息。我们发明了一种新型磁场感应器,敏感度很高、体积很小,制造成本不高、耗电量不大,有很多潜在用途。”
研究人员介绍说,传统的磁力计通过霍尔效应感应磁场。当带电导体与磁场接触的时候,电子发生垂直偏转产生垂直方向上的电压,从而判断磁场的存在。
新仪器则基于异常霍尔效应——在磁性材料中,不同自旋方向的电子向不同方向发散,产生微小的电压。
新仪器的核心部件是一层由钴、铁和硼原子构成的超薄铁磁膜。多数电子的自旋方向偏好与薄膜平行,称为平面各项异性;当薄膜在强磁场高温炉中处理过后,电子的自旋偏好变为与薄膜垂直,称为垂直各项异性。在两种特性强度平衡的情况下,如果出现外来磁场,电子容易改变它们的自旋方向。这种变化产生的电压能被感应器侦测到。
研究者说,很微弱的磁场都能改变电子的自旋方向,所以这种感应器的敏感度可以达到传统霍尔感应器的二十倍左右。
感应器的关键技术在于钴铁硼膜的厚度。太厚了需要较强的磁场才能触发电子的变化,即降低了仪器的敏感度;太薄了电子不稳定,容易自发出现改变,导致仪器失灵。研究人员发现0.9纳米的厚度最合适,相当于四五个原子的厚度。
研究组认为这种仪器在医疗领域,进行磁敏免疫分析,检测液体样品中病原体有很好的应用前景。
“因为这种感应器很小,我们可以把几千个、几万个感应器放在一块芯片上,这样芯片一次可以检测很多项目。这将让检测更容易、更经济。”
另一个用途也是这个研究组一直在开发的磁感应相机,可以对量子材料的磁场进行高精度成像。这有助于研究人员更好的了解这些材料的特性。
“就像普通的相机,我们希望像素越多越好。这种相机上,每个磁感应器就相当于一个像素。感应器要很小,耗能小,因此这种新感应器很适合这项用途。”
这份研究近期发表在《应用物理学快报》(Applied Physics Letters)上。
上一篇:先有鸡还是先有蛋?哈勃有意外发现
下一篇:研究预测黑洞周围存在至少一个光环
大家都在看
-
科学家发现“太空捷径”,探索新宇宙! 科学家意外发现"太空捷径"。星辰视频。往返火星仅需五个月,科学家意外发现"太空捷径"或颠覆传统认知。一项发表于《宇航学报》的研究揭示,通过分析近地小行星2001CA21的早期轨道数据,科学家意外找 ... 宇宙探索05-09
-
宇宙探索·星系演化:宇宙岛的百亿年传奇 星系演化:宇宙岛的百亿年传奇当你在晴朗的夜晚仰望星空,用望远镜指向仙女座方向,你会看到一团模糊的光斑——那是距离我们254万光年的仙女座星系(M31)。它和我们的银河系一样,是一个由数千亿颗恒星组成的巨大&# ... 宇宙探索05-09
-
宇宙探索·行星状星云:垂死恒星的华丽谢幕 宇宙探索·行星状星云:垂死恒星的华丽谢幕它的名字是一个美丽的历史误会。18世纪的威廉·赫歇尔用望远镜观察时,觉得这些天体圆润而朦胧,酷似他刚发现的天王星(当时称为"行星")。于是他将其命名为" ... 宇宙探索05-07
-
宇宙探索·回旋加速辐射:宇宙中的天然粒子加速器 宇宙探索·回旋加速辐射:宇宙中的天然粒子加速器当你在地球上用粒子加速器把质子加速到接近光速,需要建造长达几十公里的巨型装置。而在宇宙中,天然的"粒子加速器"遍布各处——从脉冲星的磁层到星系中心的 ... 宇宙探索05-07
-
宇宙探索·暗流宇宙:宇宙深处的神秘漂移 宇宙探索·暗流宇宙:宇宙深处的神秘漂移2008年,一组天文学家在分析WMAP卫星的宇宙微波背景辐射(CMB)数据时,发现了一个令人不安的现象:成群的星系团似乎正在以惊人的速度——每秒约1000公里——朝宇宙中同一个 ... 宇宙探索05-07
-
人类为什么要探索宇宙? 你有没有想过一个细思极恐的问题:我们用詹姆斯・韦伯望远镜能看到 135 亿光年外的星系,能拍到黑洞的照片,能把探测器送到火星和冥王星。但我们,永远也飞不出太阳系。这不是科幻小说里的悲观预言,而是基于现有物 ... 宇宙探索05-04
-
探索宇宙秘境:我国正式启动地外生命探寻工程 探索宇宙秘境:我国正式启动地外生命探寻工程2024年10月,我国发布《国家空间科学中长期发展规划(2024—2050年)》,明确将“地外生命探寻”列为核心任务,正式开启迈向宇宙深处、寻找生命踪迹的科学征程 。这是我 ... 宇宙探索04-30
-
4.2万亿个粒子构建数字虚拟宇宙 “千衍”助力天文探索 今天(23日),中国科学院国家天文台发布宇宙学模拟项目“千衍”。由中国科学家领衔的国际团队成功在超级计算机中构建出一个数字虚拟宇宙,为人类探索宇宙奥秘、研究宇宙的演化历史提供了强大的数字工具。中国科学家 ... 宇宙探索04-25
-
探索宇宙的意义和价值是什么 从科学认知的角度看,宇宙探索正以前所未有的深度,挑战并重塑着人类对自身在宇宙中位置的认知。最具标志性的发现,来自詹姆斯·韦布空间望远镜。它在距离地球124光年的系外行星K2-18b大气中,以99.7% 的统计置信度 ... 宇宙探索04-25
-
抬头!看!中国人探索宇宙的脚步从未停止! 从东方红一号到中国载人飞船系统中国火星探测任务中国载人探月工程……中国人探索宇宙的脚步从未停止!我们曾畅想的,正在由我们书写我们曾仰望的,正在被我们抵达中国航天的每一步都值得我们骄傲!今天是中国航天日 ... 宇宙探索04-25
相关文章
- 4.2万亿个粒子构建数字虚拟宇宙 “千衍”助力天文探索
- 探索宇宙的意义和价值是什么
- 抬头!看!中国人探索宇宙的脚步从未停止!
- 从"太空竞赛"到"精打细算"!冷战之后为何不再疯狂探索宇宙?
- 东西方智慧终极交汇:熵即是阴阳,坤0为首探索宇宙本源
- 美UFO纪录片导演:当下正处于探索外星文明转折点,“宇宙中人类并不孤单”
- 宇宙探索·中子星:宇宙最极端的天体
- 男人独自探索宇宙竟碰到了巨大的外星生物
- 人类探索宇宙的意义何在
- 数据时代正在重新定义科研:本科生如何借助工具发现宇宙新事物?
- 人类为什么要探索宇宙
- 《宇宙探索编辑部》:科幻外壳下的教育隐喻
- 航天科技如何推动人类探索宇宙
- 全球首个地月太空港口落地中国!钱学森百年构想,成深空探索枢纽
- 别再说太空探索是烧钱!中国这波基建,直接把宇宙当工地
- 沉浸在书中的宇宙,探索无尽的星空!📖✨
- 中国第二阶梯
- 刘慈欣科幻漫画宇宙探索中心本周六开放,早鸟票已开售
- 刘慈欣科幻漫画宇宙探索中心落户通州,本周六迎客
- 提前探访,先睹为快!刘慈欣科幻漫画宇宙探索中心落户通州
热门阅读
-
预言2030年太阳将休眠,恐怖的千年极寒将来临 07-11
-
中国十大元帅之死,多高寿而善终(林彪叛逃而死) 07-11
-
因果报应真实事例,做尽坏事必遭天谴 07-11
-
这6个神奇天体有很酷的名字 06-01
-
全球人口减少可能带来的六大教训和好处 07-18
-
离太阳最近的十大恒星排名,宇宙最大十大星球 04-12
精选文章
- 创生之柱是什么?(创生之柱给予了许多恒星生命)
- 中国51区秘密基地,窃密必被抓(抓住就杀头)
- 2025年宇宙探索大爆发!月全食、火星冲日等,这些天文奇观别错过
- 中国“天宫”空间站将在2022年前后建成 呈T字型有三个舱段最多可驻留6人 ...
- 中国古代四大凶兽,四大神兽vs四大凶兽谁更强
- 黑龙江50万年死火山苏醒, 内含15%电量的巨大岩浆囊
- 新冠病患康复后,可能“精子减少或无精”
- 误会一辈子!破伤风其实是一种细菌跟生锈铁完全没关系
- 美国同步空间态势感知项目(GSSAP)军事间谍卫星多次秘密靠近俄罗斯和中国的航天器 ...
- 中国长征五号B遥一运载火箭全貌曝光 本月底在海南文昌航天发射场进行首次发射 ...
