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精密离心机是高精度惯性导航仪表的关键检测校准设备。高精度惯性导航作为以陀螺和加速度计为敏感器件的导航参数解算系统，能根据惯性器件输出解算其在导航坐标系中的速度和位置，在航空航天、国防科技、测绘导航等领域应用广泛。
我们常说稳若磐石，可它比磐石还稳10倍；我们常说精细如发丝，可它转动时的半径偏差仅是发丝的1/80。而即便条件如此苛刻，它还是一位超级“链球手”：能够让10公斤的物体，通过每圈时间差仅为1纳秒的稳定旋转，达到100倍的重力加速度。
这就是 重大科学仪器设备开发专项——高精度惯性仪表校准检测装置——达到 载荷10kg、相对标准不确定度10—6、稳态线加速度100g等领先指标的我国 水平精密离心机。近日，科技日报记者走进中国工程物理研究院总体工程研究所，探访这套“大G值”“高精度”重大科学仪器。
2011年，作为首批 重大科学仪器设备开发专项之一，中国工程物理研究院总体工程所启动了“高精度惯性仪表校准检测装置研制及应用”项目。这是一次真正意义上“从零起步”的自主创新——此前，拥有同级别该设备的世界发达 ，就连它的测量模型、技术路线数值模拟方法、基本算法都“秘而不宣”，更别说设计制造、安装工艺。
冰箱是一种保持恒定低温的一种制冷设备，也是一种使食物或其他物品保持恒定低温冷态的民用产品。大部分具有大体积，当然也有一些小体积小容量的冰箱，甚至有微型冰箱。几年前，美国 标准与技术研究所的科学家研制出一种体积只有芯片大小的冰箱，它身材虽小，但却能把大型物体的温度降到 0.1开氏度，可以用来冷藏半导体故障分析或天文研究等超敏感设备的低温传感器。
这种 型迷你冰箱长25毫米、宽15毫米，是由普通金属、绝缘体和超导金属组成的一个“三明治”，加上电压之后，正常金属上的热电子会通过绝缘体流向超导金属，从而导致普通金属的温度迅速下降，吸收被冷却物体的电子和能量。研究人员使用四个这样的“三明治”冷藏一个边长450毫米、厚0.4毫米的硝酸硅膜，膜上粘了一个边长为250毫米的锗立方体，它的体积是小冰箱的11000倍，相当于让一个普通冰箱冷藏自由女神像。研究报告中称，两个被冷藏的物体温度下降到了0.2开氏度，如果对技术进行进一步改进的话，温度还能更低。
这种冷藏器的制作方法与普通芯片类似，可以很容易地与其他小设备直接相连。与用来将温度降到0.1开氏度的传统设备相比，这种新型设备体积更小，成本更低。一些低温传感器只有在低温下才能实现 性能，探测到纳米级粒子放射出的X射线的细微变化。
量子技术为电子元件小型化开辟了新的途径。近日，德国弗劳恩霍夫应用固体物理研究所（IAF）和马普固体研究所发布消息称，其科研人员共同研发出一种量子传感器，未来可用于测量微磁场，如硬盘磁场和人脑电波。
集成电路越来越复杂，目前一台奔腾处理器可容纳约3000万个晶体管，因而硬盘的磁性结构可识别的范围仅为10至20纳米，比直径为80至120纳米的流感病毒还小，该量级的尺寸规格只有量子物理技术可触及。新研发的量子传感器则可测量这类用在未来硬盘上的微小磁场。新型量子传感器仅有氮原子的大小，作为载体物质的是一种人造金刚石。金刚石具有很好的机械和化学稳定性以及的导热性能，可通过引入硼、磷等外来原子，将晶体制成半导体，且非常适用于光学电路。
IAF的研究人员在近几十年中研制并优化出用于生产金刚石的设备，一种专用的椭圆形等离子体反应堆模具。在800-900摄氏度的高温下，在金刚石底物上从导入甲烷气和氢气中可长出金刚石层，再将边长3-8mm的晶体从底物剥离并抛光，后制造出具备量子物理用途的、仅含碳原子稳定同位素C12的超纯单晶金刚石晶体。所用的甲烷气经锆过滤器净化，氢气经其它手段净化。
研究人员制做磁场检测器有两种途径：直接植入单个氮原子，或在制造金刚石的后一步加入氮。之后，在超净室内采用氧等离子体蚀刻法均可制作出类似于原子力显微镜的纤细金刚石尖。关键点是导入的氮原子以及晶格中的相邻空位。该氮空位中心就是实际的传感器，用激光和微波照射时会发光，发出的光可随附近磁场的强度变化而变化。专家们将这项创新与光学探测磁共振（ODMR）相提并论。
这种传感器不仅能准确检测到纳米级的磁场，还能确定其强度，应用潜力惊人。例如，可监控硬盘质量，检测出密集存储数据中的小错误和发现有缺陷的数据片段，在刻写和读取前即将其去除。因此，可减少随着小型化的加速而迅速增加的废料，降低生产成本。IAF的专家称，这种量子传感器还可用于测量很多微弱磁场，包括脑电波。与目前使用的脑电波传感器相比，不仅更准确，而且在室温下即可使用，无需经液氮冷却。
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