Applikationslabor für Quantensensorik virtuell erleben
Erleben Sie bei einem virtuellen Rundgang durch das Applikationslabor das große Innovationspotenzial der Quantensensorik für Wirtschaft sowie Gesellschaft und entdecken Sie die verschiedenen Anwendungsszenarien für Quantensensoren.
Wir sind sehr an Ihren Fragestellungen interessiert und sind gespannt auf Ihre Projektideen.
Neue Anwendungsmöglichkeiten
Die Quantensensorik ermöglicht die mikroskopische Bildgebung von Magnetfeldern. Sie erlaubt außerdem die Detektion des einzigartigen magnetischen Fingerabdrucks von Objekten. Für verschiedene Branchen wie der Mikro- und Nanoelektronik, Luft- und Raumfahrt, Werkstoffprüfung, Biomedizin oder Breitband-Kommunikation, Radar und Telemetrie eröffnen sich damit grundlegend neue Anwendungen.
Applikationslabor Quantensensorik
Evaluieren Sie Quantensensoren für Ihre spezifischen Anforderungen
Wenn Sie daran interessiert sind, Quantenmagnetometer zu testen, unterstützen wir Sie gerne.
Was wir anbieten
Im Applikationslabor Quantensensorik am Fraunhofer IAF in Freiburg stehen mehrere Quantenmagnetometer zur Verfügung. Interessierte aus Wissenschaft und Wirtschaft sind dazu eingeladen, das Innovationspotenzial von Quantensensoren für ihre spezifischen Anforderungen bei uns zu evaluieren. Dafür stehen Sensoren auf dem neuesten Stand der Technik und vollständig bildgebende Instrumente zur Verfügung:
- Erforschung neuer Anwendungsfälle für Quantensensorik und Magnetfeldsensorik
- Validierung von Proben und Messungen
- Test und Überprüfung von Komponenten
- Experimentelle Charakterisierung durch Quantenmagnetometrie und Modellierung von Materialien
Quantenmagnetometer im Applikationslabor am Fraunhofer IAF
Verschiedene Quantenmagnetometer stehen zur Verfügung — alle basierend auf Diamant.
Das Weitfeld-Magnetometer verwendet eine Diamantplatte mit mehreren Stickstoff-Vakanzzentren. Es misst Magnetfelder über einen großen Probenbereich in sehr kurzer Zeit und eignet sich damit für schnelle Messungen im industriellen Einsatz. Das Weitfeldmagnetometer kann für die Charakterisierung und Optimierung von ferromagnetischen Werkstoffen eingesetzt werden, und es eignet sich auch sehr gut für Anwendungen in der Biomedizin und der Medizintechnik. Organische Proben können damit zerstörungsfrei und bildgebend untersucht werden.
Zum virtuellen Applikationslabor
Technische Spezifikationen
- Sensitivität: $${10}\:\mu{T}\diagup\:\sqrt{Hz}$$
- Ortsauflösung: ± 1 µm
- Messbereich: 40 x 40 µm2 — 1 x 1 mm2
- Messzeit: Sekunden bis Minuten
- Messmethoden: ODMR, Iso‑B, Quench, pulsed
- Sonstiges: Quantitativ, kalibrationsfrei, schnell, Raumtemperatur, keine Magnetfeldabchirmung, robust
Hochaufgelöste Rastersonden-Quantenmagnetometer nutzen Diamantspitzen mit einem einzelnen Stickstoff-Vakanz-Zentrum. Damit bietet sich erstmals die Möglichkeit, auf atomarer Ebene abbildende Magnetfeldverteilungen zu messen, die mit zuvor verfügbaren Verfahren nicht zugänglich sind. Es lassen sich beispielsweise die Stromflüsse von mikro- und nanoelektronischen Schaltungen hochauflösend darstellen, was für die Fehleranalyse von großem Nutzen ist.
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Technische Spezifikationen
- Sensitivität: $${1.3}-{2}\:\mu{T}\diagup\:\sqrt{Hz}$$
- Ortsauflösung: ≈ 35 nm
- Rastergröße: 85 x 85 x 15 µm — 100 x 100 x 15 µm
- Messzeit: Minuten bis Stunden
- Messmethoden: ODMR, Iso‑B, Quench, pulsed, AFM, MOKE
- Sonstiges: Raumtemperatur, keine Magnetfeldabschirmung
Für die Laserschwellen-Magnetometrie werden Volumen von NV-dotiertem Diamant genutzt. Dies ist ein weltweit neuer Forschungsansatz, bei dem ein Material als Lasermedium eingesetzt wird, das über eine optisch detektierbare magnetische Resonanz verfügt. Aufgrund seiner Materialeigenschaften ist Diamant mit einer hohen Dichte an NV-Zentren für den Einsatz als Lasermedium besonders geeignet.
Theoretisch können damit höhere Signale und ein höherer Kontrast erzielt werden, was zu wesentlich präziseren Messergebnissen führt. Dabei kommen dem Fraunhofer IAF die Synergie der drei Kernkompetenzen Diamantwachstum, Optoelektronik bzw. Laser-Technologie und Hochfrequenzelektronik zugute. Mit dem Laserschwellen-Magnetometer sollen kleinste Magnetfelder, wie sie zum Beispiel in neuronalen Netzen oder durch Gehirnströme entstehen, gemessen und so der medizinischen Diagnostik neue Türen geöffnet werden.
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Technische Spezifikationen
- Senstivität: 2 fT/sqrt(Hz)
- Auflösung: ~ 1 mm
- Messzeit: 1 ms – 10 s
- Magnetische Signale: DC – AC (~ 1 MHz, Frequenz selektiv)
- Sonstiges: Raumtemperatur, Hintergrundfelder, großer dynamischer Bereich