📄Работа №211267
Тема: Квантовые датчики магнитного поля
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
физика
Объем:
61 листов
Год:
2021
Просмотров:
24
4610
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 4
ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 5
АЗОТНЫЕ ВАКАНСИИ 6
Общие свойства NV-центров в алмазе 8
• Колебания Раби 12
• Сфера Блоха 12
Спиновый гамильтониан 16
ПРИМЕНЕНИЕ КВАНТОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ С NV-ЦЕНТРОМ 19
Применение квантового зондирования 19
Зондирование магнитного поля 21
ИЗМЕРЕНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ В РАЗЛИЧНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ 29
Измерения магнитного поля при разных температурах 29
Магнитные датчики при криогенных температурах 31
Датчики магнитного поля при высоком давлении 32
Датчики магнитного поля при низких давлениях 35
Измерения при слабых магнитных полях 36
ИЗМЕРЕНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ В РАЗЛИЧНЫХ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ МАСШТАБАХ 37
Милли -, микро - и наноуровни 39
• Наноуровень 39
• от микро - до мили диапазона 41
Радиация 42
Магнитометрия на ускорительных установках 44
ИЗМЕРЕНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ В БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ 45
Магнитометрия на клеточном уровне 45
Биологические применения датчиков магнитного поля 47
Магнитометрия мозга, нервов и мышц 48
Магнитометрия растений 52
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 53
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 54
ВВЕДЕНИЕ 4
ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 5
АЗОТНЫЕ ВАКАНСИИ 6
Общие свойства NV-центров в алмазе 8
• Колебания Раби 12
• Сфера Блоха 12
Спиновый гамильтониан 16
ПРИМЕНЕНИЕ КВАНТОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ С NV-ЦЕНТРОМ 19
Применение квантового зондирования 19
Зондирование магнитного поля 21
ИЗМЕРЕНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ В РАЗЛИЧНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ 29
Измерения магнитного поля при разных температурах 29
Магнитные датчики при криогенных температурах 31
Датчики магнитного поля при высоком давлении 32
Датчики магнитного поля при низких давлениях 35
Измерения при слабых магнитных полях 36
ИЗМЕРЕНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ В РАЗЛИЧНЫХ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ МАСШТАБАХ 37
Милли -, микро - и наноуровни 39
• Наноуровень 39
• от микро - до мили диапазона 41
Радиация 42
Магнитометрия на ускорительных установках 44
ИЗМЕРЕНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ В БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ 45
Магнитометрия на клеточном уровне 45
Биологические применения датчиков магнитного поля 47
Магнитометрия мозга, нервов и мышц 48
Магнитометрия растений 52
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 53
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 54
📖 Введение
Алмазные пленки с азотными вакансиями (NV-центры) являются одной из основных платформ в развивающейся области квантовых технологий [1]. Его замечательная стабильность, длительное время спиновой когерентности и оптические свойства делают его особенно привлекательным для квантовых приложений. Однако, как и любая другая квантовая система, она подвержена экспериментальным несовершенствам и ограничениям. Универсальность NV-центров с точки зрения их потенциального применения в квантовых технологиях используется в качестве квантовых датчиков для измерения магнитного и электрического полей, термометрии, измерения деформации/давления, отслеживание ориентации и многое другое [2]. NV- центры также нашли применение в экспериментах, связанных с квантовой информацией. Кроме того, NV-центр также является надежным неклассическим источником одиночных фотонов и используется в различных экспериментах с одиночными фотонами.
Одним из основных применений датчиков магнитного поля, является изучение материалов. Для этих исследований датчики должны быть способны работать при экстремальных температурах и давлениях. Размер также представляет собой физическую проблему - будь то зондирование наноразмерного явления или астрономических объектов. Практическое развертывание часто требует датчиков, устойчивых к вибрациям и изменениям ориентации относительно большого магнитного поля Земли. Наконец, космические технологи требуют датчиков устойчивых к излучению.
Одним из основных применений датчиков магнитного поля, является изучение материалов. Для этих исследований датчики должны быть способны работать при экстремальных температурах и давлениях. Размер также представляет собой физическую проблему - будь то зондирование наноразмерного явления или астрономических объектов. Практическое развертывание часто требует датчиков, устойчивых к вибрациям и изменениям ориентации относительно большого магнитного поля Земли. Наконец, космические технологи требуют датчиков устойчивых к излучению.
✅ Заключение
В данной работе изучены принципы работы квантовых датчиков магнитного поля на основе азотных вакансий в алмазных плёнках. Показано, что:
1. Измерения магнитного поля основаны на Зеемановском расщеплении основного уровня с ненулевым спином во внешнем магнитном поле и перехода электрона с этого уровня;
2. Данный эффект является чрезвычайно чувствительным к внешнему магнитному полю и позволяет детектировать сверхнизкие поля;
3. Алмазные плёнки с азотными вакансиями являются единственной возможностью детектировать молекулярный магнетизм и магнитные поля на нано уровни;
4. Используя данные материалы возможны построения комбинированных датчиков электрических, магнитных и механических;
1. Измерения магнитного поля основаны на Зеемановском расщеплении основного уровня с ненулевым спином во внешнем магнитном поле и перехода электрона с этого уровня;
2. Данный эффект является чрезвычайно чувствительным к внешнему магнитному полю и позволяет детектировать сверхнизкие поля;
3. Алмазные плёнки с азотными вакансиями являются единственной возможностью детектировать молекулярный магнетизм и магнитные поля на нано уровни;
4. Используя данные материалы возможны построения комбинированных датчиков электрических, магнитных и механических;
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.