摘要：钻石量子传感器可用于分析电力电子中使用的软磁材料的磁化响应；根据协作研究报告科学家。他们使用一种新型的成像技术开发了量子协议，同时在较大的频率范围内同时对AC弹性场的幅度和相位进行成像，高达2.3 MHz。他们的结果表明，量子传感是在不同应用中开发高级磁性材料的强大工具。...
钻石量子传感器可用于分析电力电子中使用的软磁材料的磁化响应；根据协作研究报告科学家。他们使用一种新型的成像技术开发了量子协议，同时在较大的频率范围内同时对AC弹性场的幅度和相位进行成像，高达2.3 MHz。他们的结果表明，量子传感是在不同应用中开发高级磁性材料的强大工具。
提高电力电子设备的能源转换效率对于可持续社会至关重要，宽带gap半导体（如GAN和SIC POWER设备）由于其高频功能而具有优势。但是，高频下的被动组件中的能量损失阻碍了效率和小型化。这突显了对能量损失较低的高级软磁料的需求。
在最近发表的一项研究中通信材料，由日本东京科学学院工程学院的Mutsuko Hatano教授领导的研究团队开发了一种新颖的方法，通过同时对交替的电流（AC）流浪场的幅度和阶段进行成像，这是理解滞后损失的关键。使用带有氮气接种（NV）中心的钻石量子传感器并开发两个方案 - 用于MHz频率的KHz的量子频率（Qurack）和量子异基（QDYNE）成像 - 他们实现了广泛的AC磁场成像。这项研究是与哈佛大学和日立有限公司合作进行的。
研究人员通过将AC电流应用于50扭转的线圈，并将QURACK的频率从100 Hz到200 kHz，对QDYNE进行了频率证明宽频率范围的磁场成像实验。如预期的那样，使用具有高空间分辨率（2-5 µM）的NV中心对均匀的AC Ampere磁场的振幅和相位进行了成像，从而验证了这两个测量方案。
使用这种创新的成像系统，团队可以同时绘制COFEB-SIO的流浪磁场的幅度和相位2薄膜，已为高频电感器而开发。他们的发现表明，这些薄膜显示出接近零相的延迟，高达2.3 MHz，表明沿硬轴可忽略不计。此外，他们观察到能量损失取决于材料的磁各向异性 - 沿易于轴驱动磁化时，相位延迟会随频率增加而表示较高的能量消散。
总体而言，结果显示了如何使用量子传感来分析以较高频率运行的软磁性材料，这被认为是开发高效的电子系统的主要挑战。值得注意的是，解决域壁运动的能力是与能量损失密切相关的磁化机制之一，是一个关键的步骤，导致了电子设备的重要实践进步和优化。
展望未来，研究人员希望通过各种方式进一步改善所提出的技术。 Hatano说：“这项研究中使用的Qurack和QDYNE技术可以通过工程改进来增强。” “可以通过采用高性能信号发生器扩展其振幅范围来增强Qurack的性能，而优化旋转相干时间和微波控制速度将扩大QDYNE的频率检测范围。”
Hatano说：“在广泛频率范围内，AC磁场的振幅和相位的同时成像为电力电子，电磁体，非挥发性记忆和Spintronics Technologies提供了许多潜在的应用。” “这一成功有助于量子技术的加速，尤其是在与可持续发展目标和福祉有关的部门中。”
