Истражувачи од Универзитетот во Твенте развија вертикален квантен сензор што може да ги прикажува магнетните полиња во квантните материјали со нанометарска прецизност. Новиот уред е заснован на SQUID-прстен, познат по чувствителноста на исклучително слаби магнетни промени.
Клучната иновација е поставувањето на сензорот на врвот од силиконска пирамида. Така тој може да се приближи многу поблиску до површината на материјалот, без рамниот дел од чипот да создава дополнително растојание. Бидејќи магнетните полиња брзо ослабуваат со оддалеченоста, ова овозможува значително подетално мапирање на струите и магнетните структури.
Пирамидата се изработува со техника наречена аголна литографија. Од силиконска плочка се создаваат превртени пирамидални вдлабнатини, по чии рабови остануваат исклучително тенки жици. Потоа врз нив се нанесува ниобиум, кој станува суперпроводлив при многу ниски температури, а на врвот се оформува минијатурниот SQUID-прстен.
Сензорот е поставен на флексибилна конзола и се движи над површината слично на игла што следи жлеб на грамофонска плоча. Неговата најмала верзија има прстен со дијаметар од околу 100 нанометри, што овозможува проучување на магнетни појави во размери релевантни за квантните материјали.
Една од важните предности е тоа што уредот продолжува да работи во магнетни полиња посилни од една тесла — приближно 20.000 пати посилни од магнетното поле на Земјата. Тоа е значајно бидејќи токму силните магнетни полиња често се потребни за истражување на суперпроводливоста и други квантни ефекти, но вообичаено можат да ја нарушат работата на суперпроводливите сензори.
Конструкцијата има четири електрични врски, иако само две се потребни за основното мерење. Останатите можат да се користат за управување со сензорот и дополнително прилагодување на неговата чувствителност додека скенира.
За разлика од досегашните методи, кои често бараат рачна изработка на еден сензор, решението од Твенте може да се произведува на цела силиконска плочка. Во една производна серија се создаваат стотици пирамидални сензори, а употребливи се меѓу 80 и 90 проценти од врвовите. Истражувањето е објавено во списанието Physical Review Applied.
