Paragraf bringt Graphensensoren auf den Markt
Der Cambridge-Spezialist für Graphenkomponenten Paragraf stellt ein neues Sensor Bereich, von dem behauptet wird, dass er unübertroffene Empfindlichkeit und Linearität bietet, wenn er in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen und in starken Magnetfeldern platziert wird.
Die GHS-C-Sensoren wurden am High Field Magnetic Laboratory (HFML) der Radboud University Nijmegen getestet und unterstützen den Betrieb in Magnetfeldern bis 30 T und bei kryogenen Temperaturen (bis 1.5 K). Die Sensoren sollen eine bisher unter diesen Bedingungen nicht erreichbare Genauigkeit liefern und über den gesamten Messbereich Nichtlinearitätsfehler von deutlich unter 1% ertragen.
Die transformativen Magnetfeldmessfähigkeiten der GHS-C-Geräte sind auf die Graphen-Sensorelemente zurückzuführen. Die inhärente hohe Elektronenbeweglichkeit von Graphen führt direkt zu einer hohen Empfindlichkeit, die über den gesamten Magnetfeldbereich aufrechterhalten wird – wodurch diese Geräte viel einfacher zu kalibrieren sind.
Die zweidimensionale Natur von Graphen bedeutet auch, dass der GHS-C-Sensor hochwertige, wiederholbare und genaue Daten liefert, ohne Hysterese und Immunität gegenüber Streufeldern in der Ebene. Dies ist ein Schritt über herkömmliche Hall-Sensoren hinaus, die eine Asymmetrie gezeigt haben und je nach Feldrichtung unterschiedliche Messungen liefern.
Ein weiterer Vorteil der GHS-C-Reihe ist der sehr stromsparende Betrieb, wodurch die Verlustleistung im
Beispiele geeigneter Anwendungen umfassen Niedertemperatur-Quantencomputer, Hochfeld-Magnetüberwachung in MRI-Systemen der nächsten Generation, Fusionsenergiefeldsteuerung, Teilchenbeschleuniger und andere wissenschaftliche und medizinische Instrumente. Die Sensoren können auch direkt in grundlegenden physikalischen Experimenten verwendet werden, zB in der Quantenphysikforschung, Supraleitung und Spintronik.
„Bei kryogenen Temperaturen und in extrem hohen Magnetfeldern lässt die Empfindlichkeit anderer High-End-Hall-Sensoren akut nach. Dies ist auf Wechselwirkungen zurückzuführen, die zwischen den verschiedenen Schichten des Sensorelements auftreten. Dies führt zu Linearitätsproblemen, die ihre Reichweite einschränken und sie unglaublich schwer zu kalibrieren machen. Folglich wird die beste erreichbare Genauigkeit dieser Sensoren oberhalb von etwa 16 T deutlich eingeschränkt“, sagt Der CEO von Paragraf, Simon Thomas.
Er fuhr fort: „Indem wir uns auf 2D-Graphen-Sensorelemente verlassen, können wir dieses Problem vollständig umgehen. Es gibt keine Wechselwirkungen, die die Leistung und Linearität beeinträchtigen, und ermöglicht die Ableitung symmetrischer Ausgänge ohne Hysterese. Wir danken dem Team von HFML für seine Unterstützung beim Nachweis der Fähigkeiten unserer Sensoren für ultrahohe Magnetfelder.“