Forscher entwickeln raumtemperaturfähigen, extrem empfindlichen Miniatur-Magnetometer
Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung der Peking-Universität hat einen neuen Miniatur-Magnetometer entwickelt. Dieses Gerät kann extrem schwache Magnetfelder bei Raumtemperatur nachweisen und eröffnet neue Möglichkeiten für die wissenschaftliche Forschung.
Ein internationales Forscherteam, an dem die Peking-Universität beteiligt ist, hat einen neuartigen Miniatur-Magnetometer entwickelt, der extrem schwache Magnetfeldsignale bei Raumtemperatur nachweisen kann. Die in der Fachzeitschrift 'Science' veröffentlichte Entwicklung erreicht eine Empfindlichkeit von 32 Femtotesla pro Quadratwurzel aus Hertz (fT/√Hz), was mit der Leistung etablierter SQUID- und Atommagnetometer vergleichbar ist.
Das Herzstück des Geräts ist ein winziger Permanentmagnet, kleiner als ein Reiskorn, der in einer Vakuumkammer schwebt. Diese freischwebende Anordnung minimiert Störungen durch mechanische Vibrationen, ein häufiges Problem bei herkömmlichen Sensoren. Änderungen in der Ausrichtung des Magneten durch externe Magnetfelder werden mittels eines Lasers detektiert, dessen reflektierter Strahl gemessen wird.
Die Forscher konnten durch die Verwendung eines speziell entwickelten Basissubstrats das thermische Rauschen signifikant reduzieren. Diese Verbesserung ermöglicht den Nachweis noch schwächerer Signale. Entscheidend ist, dass das Gerät ohne kryogene Kühlung oder magnetische Abschirmung funktioniert und somit für den Einsatz in Standardlaboratorien geeignet ist.
Der neue Magnetometer hat aufgrund seiner Fähigkeit, unter normalen Betriebsbedingungen zu funktionieren, potenzielle Anwendungen in den Bereichen Biosensorik, chemische Analyse und grundlegende physikalische Forschung.