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
-
宇宙有多大?——科学视角一探索与认知- 引言宇宙的浩瀚与神秘一直是人类探索的终极命题。从古代天文学家仰望星空的梦想,到现代科学家利用先进的望远镜进行深空探测,关于“宇宙有多大”的问题一直激发着人类的好奇心和探索欲望。本文将结合最新的科学研究 ... 宇宙探索12-14
-
宇宙有多大?探索无垠的空间之谜 “宇宙有多大?”这是一个古老而又深刻的问题,激发了无数天文学家、物理学家乃至普通人对未知世界的无限好奇。从古代的天文学家仰望星空,到现代科学利用先进望远镜观测遥远星系,我们不断在探索宇宙的边界,试图理 ... 宇宙探索12-14
-
宇宙诞生时间大揭秘:一场跨越时空的探索 在人类对未知的无尽探索中,宇宙的诞生时间一直是一个极具吸引力的谜题。它大揭秘:就像一个神秘的宝藏,吸引着无数科学家和爱好者去挖掘真相。那么,宇宙究竟是什么时间诞生的呢?让我们一起踏上这场跨越时空的探索 ... 宇宙探索12-09
-
天文望远镜的演变史:人类探索宇宙的“神器”之路 你知道吗?我们今天能用望远镜看到遥远的星系、黑洞,甚至探索宇宙的起源,这一切都离不开几百年来不断创新的天文“神器”——望远镜。从古代的仰望星空到现代的超级望远镜,它的每一次突破都带领我们更接近宇宙的奥 ... 宇宙探索12-09
-
宇宙的奥秘探索:我们到底走了多远? 朋友们,你有没有想过,浩瀚的宇宙到底藏着什么秘密?从小仰望星空,看到那一颗颗闪烁的星星,心里是不是也会想:它们背后到底隐藏着什么?其实,关于宇宙的故事,就像一场永不停歇的冒险,充满了奇迹和谜题。今天就 ... 宇宙探索12-07
-
精妙绝伦的宇宙探索未解之谜 6个精妙绝伦的宇宙未解之谜,颠覆认知的星际谜题至今无解!宇宙浩瀚如穹顶,藏着无数超越想象的奥秘。从神秘的暗物质到诡异的黑洞奇点,从外星文明的猜想 to 宇宙的终极命运,这些未解之谜既牵动着科学家的探索神经 ... 宇宙探索12-03
-
用我们能读得懂的语言走进宇宙前沿知识——引力的了解和探索之中 在人类探索宇宙的漫长历史中,我们逐渐掌握了更多宇宙的秘密,宇宙的运行规则最终被归结为四种力,它们都非常神秘,难以理解,是宇宙探索的最前沿理论。而它们之中,引力与我们最为接近,也最容易被我们理解。它既是 ... 宇宙探索12-02
-
【标题】天文与宇宙探索带你走进神秘的星空世界,揭开宇宙的秘密 嘿,朋友们!你有没有想过,天上的那些星星到底藏着什么秘密?为什么我们能看到那么多星座?人类又是怎么一步步走进浩瀚宇宙的?今天就带你深入了解一下天文和宇宙探索的那些事,让你对星空有更酷、更震撼的认识!说 ... 宇宙探索12-02
-
70年后人类如何探索宇宙?中国科技馆“筑梦星球”展提供科幻答案 中新网北京12月1日电 (记者 孙自法)70年之后,人类会取得哪些重大科技突破?人们将如何进一步探索和利用宇宙空间?……中国科技馆最新推出的“筑梦星球”科幻主题展览,为这些问题准备了答案。最新推出的“筑梦星球 ... 宇宙探索12-02
-
从1912到2025,宇宙射线起源探索终突破,中国观测站功不可没 本文内容均是根据权威材料,结合个人观点撰写的原创内容,辛苦各位看官支持。2025年11月,四川稻城亚丁海拔4410米的高原上,LHAASO观测站的探测器突然记录到一串异常数据。这个由数千个闪烁体和水切伦科夫探测器组成 ... 宇宙探索11-30
相关文章
- 无限与樊笼:论宇宙探索中的人类认知边界
- 地球存在如此多威胁人类的问题,为什么还要投资探索宇宙呢?
- 中国航天再破局!卫星天团探索宇宙,千年谜题即将揭晓
- 中国“太空天团”将出征!四颗卫星开启宇宙终极探索之旅
- 宇宙有多大:探索无垠星海的奥秘
- 太空科技强国:探索宇宙的未来之路
- 空间站:人类探索宇宙的新前沿
- 利多星智投:从大气层内到宇宙深空的探索——航空航天入门指南
- 实践三十号卫星的成功发谢,为人类探索宇宙奠定了基础
- 探索宇宙的奥秘::从地球到星际的奇幻旅程
- 火星变“地球2.0”要多久?为什么比想象中更难一万倍?
- 人类文明仅1秒,凭什么敢探索138亿年的宇宙?
- 浑天仪:凝聚古人探索宇宙的智慧(字载匠心·惊艳时光的中国智慧)
- 从一束激光到量子奇迹:普通人也能看懂的纠缠实验全解读
- 人类是怎么用望远镜探索宇宙的?背后的原理到底是啥?
- 全国仅十几所!这 5 所天文学强校含金量拉满,探索宇宙就选它们
- 国内天文学三强高校深度解析:A + 学科背后的宇宙探索密码
- 宇宙探索:从火箭到火星的太空旅
- “多维宇宙探索”启幕,2025上海城市空间艺术季浦东分展区点亮张江
- 11部史诗级星际电影:探索宇宙的不同视角你看过几部?
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
-
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
