Paragraf lanceert grafeensensoren

De specialist in grafeencomponenten uit Cambridge, Paragraf, stelt een nieuwe sensor bereik waarvan het beweert dat het een ongeëvenaarde gevoeligheid en lineariteit biedt bij plaatsing in omgevingen met lage temperaturen en in sterke magnetische velden.

De GHS-C-sensoren zijn getest in het High Field Magnetic Laboratory (HFML) van de Radboud Universiteit Nijmegen en ondersteunen de werking in magnetische velden tot 30 T en bij cryogene temperaturen (tot 1.5 K). Er wordt gezegd dat de sensoren een nauwkeurigheid leveren die voorheen niet haalbaar was onder deze omstandigheden, met niet-lineariteitsfouten van aanzienlijk minder dan 1% over het volledige meetbereik.

De transformatieve magnetische veldmeetmogelijkheden van de GHS-C-apparaten zijn te danken aan de grafeensensorelementen. De inherente hoge elektronenmobiliteit van grafeen vertaalt zich direct in een hoge gevoeligheid, die wordt gehandhaafd over het hele magnetische veldbereik - waardoor deze apparaten veel eenvoudiger te kalibreren zijn.

De tweedimensionale aard van grafeen betekent ook dat hoogwaardige, herhaalbare en nauwkeurige gegevens worden geleverd door de GHS-C-sensor, zonder hysterese en immuniteit voor strooivelden in het vlak. Dit is een stap verder dan conventionele Hall-sensoren die asymmetrie hebben aangetoond, waardoor verschillende metingen worden geproduceerd, afhankelijk van de veldrichting.

Een ander voordeel van de GHS-C-reeks is hun zeer lage stroomverbruik, wat resulteert in vermogensdissipatie in de

Voorbeelden van geschikte toepassingen zijn onder meer kwantumcomputers bij lage temperaturen, bewaking van magneten met een hoog veld in MRI-systemen van de volgende generatie, controle van fusie-energievelden, deeltjesversnellers en andere wetenschappelijke en medische instrumenten. De sensoren kunnen ook direct worden gebruikt in fundamentele fysica-experimenten, zoals kwantumfysica-onderzoek, supergeleiding en spintronica.

“Bij cryogene temperaturen en in extreem hoge magnetische velden nemen de gevoeligheidsprestaties van andere high-end Hall-sensoren acuut af. Dit komt door interacties die optreden tussen de verschillende lagen van het sensorelement. Het leidt tot lineariteitsproblemen die hun bereik inperken, en ze ook ongelooflijk moeilijk te kalibreren maken. Als gevolg hiervan wordt de best haalbare nauwkeurigheid van deze sensoren aanzienlijk beperkt boven ongeveer 16 T”, zegt De CEO van Paragraf, Simon Thomas.

Hij vervolgde: "Door te vertrouwen op 2D-grafeensensorelementen kunnen we dit probleem volledig omzeilen. Het betekent dat er geen interacties zijn die van invloed zijn op de prestaties en lineariteit, en dat symmetrische uitgangen, zonder hysteresis, kunnen worden afgeleid. We zijn het team van HFML dankbaar voor hun hulp bij het bewijzen van de ultrahoge magnetische veldcapaciteiten van onze sensoren.”