DE102014019354A1 - QUIDART: quantum interference element at room temperature - Google Patents
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Abstract
Es ist ein Messgerät zum Nachweis von Magnetfeldern, das aus Kristallen in einer isolierenden Matrix auf einem Isolator hergestellt wird, das bei Raumtemperatur ein Bose-Einstein Kondensat aus Elektronen und Löchern besitzt. Bosonen, die aus aus einem Elektron und einem Loch mit parallelem Spin gebildet werden und so 2 Bohr'sche Magnetonen besitzen. Das Bauelement ist ein Ring mit Messanschlüssen (1) und (3) mit zwei schwachen Koppelübergängen (2), und ist ähnlich einem supraleitenden SQUID ausgeführt, und wirkt mit Hilfe der Stromversorgung (4, 5) als Detektor für ein den Ring durchsetzendes Magnetfeld (6), das gemessen werden soll, z. B. im NMR-Scanner in einem Krankenhaus, oder bei der Tiefenexploration von Ölvorkommen, und bei der Konstruktion von Q-Bit-Rechnern, die bei Raumtemperatur arbeiten.It is a magnetic field detection device made of crystals in an insulating matrix on an insulator that has a Bose-Einstein condensate of electrons and holes at room temperature. Bosons formed of an electron and a hole with parallel spin, thus possessing 2 Bohr magnetons. The device is a ring with measuring terminals (1) and (3) with two weak coupling junctions (2), and is designed similar to a superconducting SQUID, and acts by means of the power supply (4, 5) as a detector for a magnetic field passing through the ring ( 6) to be measured, e.g. In the NMR scanner in a hospital, or in the depth exploration of oil deposits, and in the design of Q-bit computers operating at room temperature.
Description
QUIDART ist ein Quanten-Interferenz-Bauelement, das wie ein Josephson Interferometer (SQUID – Supraleitendes Quanten-Interferenz-Bauelement) gebaut ist. Die Anwendung und Verwendungsmöglichkeiten der elektronischen Bauelemente mit zwei Supraleitern und das Verfahren zur Verwendung der Vorrichtung als Verstärker, Magnetometer, Multiplikator und Q-Bit-Rechner sind in
QUIDART wird unter Verwendung der fokussierten Elektronenstrahl-induzierten Abscheidung und organometallischen Präkursoren unter Anwendung sehr hoher Elektronen-Dosen als Koops-GranMat®, (Koops-GranMat® – EU Namensschutz durch HaWilKo GmbH Nr: 012719217 v. 16.04.2014 www.oami.europa.eu) gebaut, welches als nanogranulares Material eingebettet in eine isolierende Matrix (Pt/C, Au/C oder anderem nanogranularem Material mit Nanokristallen in einer isolierender Matrix) erzeugt wird. Bei Zimmertemperatur entstehen in den Materialien exzitonische elektronische Zustände der Oberflächenorbitale der Kristalle, die sich mit denen der Nachbarkristalle überlappen. Diese sich überlappenden Eigenzustände erstrecken sich durch das gesamte Material. Sie bilden nach Bose und Einstein die Voraussetzung, die Bildung eines Kondensats zu ermöglichen, in welchem Elektronen und Löcher Parallel-Spin tragen und Bosonen bilden können. Alle diese Bosonen, die ich Koops-Paare nenne, befinden sich in einem gemeinsamen Energieniveau. Dies fuhrt aufgrund des zu messenden Magnetfelds zu hohen induzierten Strömen, die in der Schleife über die zwei Schwachstellen laufen. Das so erhaltene Signal wird dann gemessen.QUIDART, using the focused electron beam-induced deposition and organometallic precursors using very high electron doses than Koops-GranMat ® (Koops-GranMat ® - EU name protection by HaWilKo GmbH No: v 012 719 217 04/16/2014 www.oami.europa. .eu), which is produced as a nanogranular material embedded in an insulating matrix (Pt / C, Au / C or other nanogranular material with nanocrystals in an insulating matrix). At room temperature, the materials produce excitonic electronic states of the surface orbitals of the crystals, which overlap with those of the neighboring crystals. These overlapping eigenstates extend through the entire material. According to Bose and Einstein, they are the prerequisite for the formation of a condensate in which electrons and holes carry parallel spin and can form bosons. All these bosons, which I call Koops pairs, are in a common energy level. Due to the magnetic field to be measured, this leads to high induced currents which run in the loop over the two weak points. The signal thus obtained is then measured.
In Experimenten mit Feldemitter-Emissionen aus solchen Drähten wurden sehr hohe Stromdichten gemessen (> 50 MA/cm2 in Drähten, und > 1 GA/cm2 in der Spitze eines einzelnen Feldemitters), was dem anomal hohem Stromfluss von bis zu > 1 mA von einem angespitzten Draht von 50 nm Durchmesser entsprach!).
Diese Materialien können alle Supraleiter ersetzen und übertreffen, die heute verwendet werden. Sie werden in elektrischen Anwendungen wie Drähten, Magneten, und Quanten-Interferenz-Bauelementen wie SQUIDS-Supraleitenden Quanten Interferenz Bauelementen-, und Quanten-BITs-Rechnern als auch in Photo-Detektoren, die eine Empfindlichkeit so niedrig wie 60 meV (Au/C) oder 125 meV (Pt/C) besitzen, verwendet. Im Vergleich dazu haben Silizium Sonnenzellen einen Bandabstand von 1,2 eV.These materials can replace and surpass any superconductors used today. They are used in electrical applications such as wires, magnets, and quantum interference devices such as SQUIDS superconducting quantum interference devices, and quantum BITs computers as well as in photo detectors that have a sensitivity as low as 60 meV (Au / C ) or 125 meV (Pt / C). In comparison, silicon solar cells have a band gap of 1.2 eV.
Die kleinen Durchmesser der Metallkristalle im Koops-GranMat® (Pt/C: 1,8 bis 2,1 nm, Au/C: 4 nm) erlauben nur Phononen mit sehr niedriger Energie in den Kristallen, die eine Energie von 1 meV besitzen, was 23 K entspricht. Vergleiche:
Das neuartige Material, das Koops-GranMat® verwendet, besitzt eine Leitfähigkeit durch Bosonen, die in einem Bose-Einstein Kondensat bei Raumtemperatur erzeugt werden. Dieses Kondensat wird ermöglicht durch langsame, fokussierte Elektronenstrahl-induzierte Prozessierung (FEBIP), die das Koops-GranMat® aus Pt-Cyclopentadienyl-Trimethyl oder aus Tri-Methyl-tri-Fluoro-Gold-Acetyl-Acetonat herstellt. Bei sehr hohen Dosen im Abscheidungsprozess wachsen kleine Metall-Kristalle mit 2 nm oder 4 nm Durchmesser auf, welche durch eine Kohlenstoff-haltige Fulleren-artige Matrix getrennt sind, und sich daher nicht direkt berühren. Aufgrund der Tatsache, dass das Platin eine größere Austrittsarbeit besitzt als Kohlenstoff, bilden die Platin-Phase und die Kohlenstoff-Phase ein gemeinsames Fermi-Niveau, welches die Platin-Phase negativ auflädt, während die Kohlenstoff-Phase positiv geladen bleibt. Aufgrund der kleinen Metall-Kristall-Durchmesser existieren angeregte Oberflächen Orbital-Zustände, die sich mit denen der benachbarten Kristalle überlappen. Diese überlappenden Elektronenzustände geben die von Bose und Einstein geforderte und hier existierende Voraussetzung für die Bildung eines Kondensats. Im Koops-GranMat® wird das Boson im Kondensat aus einem Elektron und einem Loch gebildet, aber mit der Nebenbedingung, dass sich die beiden Teilchen durch einen gleich gerichteten Spin abstoßen. Deshalb besitzt das Boson die Ladung 0 und den Spin 1. Da diese Bosonen im Vergleich zu denjenigen der Cooper-Paare nur entgegengesetzte Vorzeichen der Kräfte besitzen, besitzt das Koops-Paar auch ein Dipolfeld von 600 nm Durchmesser, aber mit 2 Bohr'schen Magnetonen als magnetischem Moment, die dann mit dem elektromagnetischen Feld wechselwirken.The novel material Koops-GranMat ® used, has a conductivity by bosons produced in a Bose-Einstein condensate at room temperature. This condensate is possible by slow, focused electron beam-induced processing (FEBIP) that produces the Koops-GranMat ® from Pt-cyclopentadienyl trimethyl or tri-methyl-tri-Fluoro-Gold-acetyl-acetonate. At very high doses in the deposition process, small metal crystals of 2 nm or 4 nm in diameter grow, which are separated by a carbon-containing fullerene-like matrix and therefore do not touch directly. Due to the fact that the platinum has a larger work function than carbon, the platinum phase and the carbon phase form a common Fermi level which negatively charges the platinum phase while the carbon phase remains positively charged. Due to the small metal crystal diameters, excited surfaces have orbital states that overlap those of the neighboring crystals. These overlapping electron states give the prerequisite required by Bose and Einstein for the formation of a condensate. In the Koops-GranMat ® , the boson in the condensate is formed of an electron and a hole, but with the constraint that the two particles repel each other by a spin directed in the same direction. Therefore, the boson has the charge 0 and the
Diese Bosonen können in und durch eine isolierenden Schicht tunneln, die als schwache Bindung (weak link), die sich zwischen den beiden Kondensat-Materialschichten bildet, angeordnet ist, und dieses Tunneln kann als Tunnelstrom durch die beiden Hälften nachgewiesen werden. Diese schwache Verbindung wird mit einem fokussiertem Elektronenstrahl in der FEBIP Lithographie hergestellt aus TEOS (Tetra Ethyl Ortho-Silazan) oder Aluminium-Präkursoren enthaltenden Verbindungen in der Gegenwart von zusätzlichem Wasser im FEBIP System. (Wasser-Schichten sind im Hochvakuum immer vorhanden).These bosons can tunnel into and through an insulating layer, which is arranged as a weak link that forms between the two layers of condensate material, and this Tunnels can be detected as tunneling current through the two halves. This weak link is made with a focused electron beam in FEBIP lithography made from TEOS (Tetra Ethyl Ortho-Silazane) or aluminum precursor-containing compounds in the presence of additional water in the FEBIP system. (Water layers are always present in a high vacuum).
QUIDART ist ein Detektor für Infrarot (IR) und elektromagnetische Strahlung und arbeitet bei Zimmertemperatur mit Koops-Paar BEC Bosonen. Da BCS(Bardeen-Cooper-Schrieffer)Bosonen mit Supraleitfähigkeit bei tiefen Temperaturen und BEC(Bose-Einstein-Kondensat)-Bosonen bei Raumtemperatur dieselbe Größe besitzen, jedoch bei verschiedenen Temperaturen existieren, können die Strukturierungs-Geometrien kopiert und dann verwendet werden. (
Eine 4-Punkt Verbindungs-Anordnung wird verwendet, um den Strom durch das QUIDART-Bauelement zu senden und um einen Wechselstrom zu detektieren, der aufgrund des magnetischen Feldes entsteht (20 bis 24). Der Durchmesser der Kreisstruktur kann < 1 Mikrometer oder bis zu 1 × 1 cm groß sein.A 4-point connection arrangement is used to send the current through the QUIDART device and to detect an alternating current arising due to the magnetic field (20 to 24). The diameter of the circular structure may be <1 micrometer or up to 1 × 1 cm.
Das μSQUID Kraft Mikroskop ist ein einzigartiges Instrument, um lokale magnetische Flüsse mit einem Sensor von 1 μm Durchmesser mit sehr hoher Empfindlichkeit zu detektieren. Zu diesem Zweck muss es auf 70 K gekühlt werden (Empfindlichkeit 2 mG/Hz 1/2 in einer Fläche von 1 Mikrometer Durchmesser;
Wird Koops-GranMat® für diesen Aufbau verwendet, so können die Messungen bei Zimmertemperatur und zu viel geringeren Kosten durchgeführt werden.Will Koops-GranMat ® used for this construction, the measurements can be performed at room temperature and at much lower cost.
Weitere Anwendungen sind: Miniaturisierte Infrarot bis Röntgen-Strahlungs-Detektoren für medizinische, hochauflösende Bildgebung, und andere NMR(Kern-Magnetische Resonanz-)Anwendungen, sowie hochgradig empfindliche Magnetfeld-Sensoren für geologische Ölsuche und militärische Anwendungen, Quanten-Rechner, die bei Raumtemperatur arbeiten können. Die besonderen Eigenschaften von QBITS ermöglichen es, dass Quanten-Rechner Millionen von Rechenoperationen gleichzeitig einsetzen, Patent:
Figuren und ihre Beschreibung:Figures and their description:
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Detaillierte Beschreibung: Detailed description:
Das Bohr Magneton ist definiert in SI-Einheiten durch μB = (eh/2π)/(2me), wobei e die Elementarladung ist, h die reduzierte Planck'sche Konstante ist, me die Elektronen Ruhe-Masse ist.The Bohr magneton is defined in SI units / μ by B = (eh / 2π) (2m e), where e is the elementary charge, h is the reduced Planck's constant, m e is the electron rest mass.
SQUID: wurde entwickelt von Samuel Maguire-Boyle, Andrew R. Barron, nachdem Josephson den Josephson-Effekt beschrieb. Josephson sagte voraus, dass ein supraleitender Strom in dem kreisförmigen Bereich aufrecht erhalten werden kann, selbst wenn er durch eine isolierende Barriere oder gar ein normales Metall unterbrochen ist. Das SQUID hat 2 derartige Barrieren, genannt ”Josephson junctions”. Beide Schwachstellen führen dieselbe Phasendifferenz ein, wenn der magnetische Fluss im Kreisleiter 0, Φ0, 2Φ0, oder Vielfache davon beträgt. Das erzeugt eine konstruktive Interferenz. Die Schwachstellen fügen entgegengesetzte Phasendifferenzen ein, wenn der Fluss Φ0/2, 3Φ0/2, und so weiter ist, was zu destruktiver Interferenz führt. Diese Interferenz veranlasst den kritischen Strom dazu, sich zu verändern. Der kritische Strom ist der maximale Strom, den der Messaufbau ohne Verlust tragen kann. Typischerweise können Hoch-TC Supraleiter weniger als 1 MA/cm2 tragen. Der kritische Strom ist empfindlich auf den magnetischen Fluss durch die supraleitende Schleife, so dass selbst kleinste magnetische Momente gemessen werden können. Der kritische Strom wird üblicherweise erhalten, indem der Spannungsabfall über die Josephson-Verbindung als Funktion des Gesamtstroms durch den Schaltkreis gemessen wird. Kommerzielle SQUIDS wandeln die Modulation des kritischen Stromes in eine Spannungsvariation um, die einfacher zu messen ist.SQUID: was developed by Samuel Maguire-Boyle and Andrew R. Barron after Josephson described the Josephson effect. Josephson predicted that a superconducting current can be maintained in the circular area even if it is interrupted by an insulating barrier or even a normal metal. The SQUID has 2 such barriers called "Josephson junctions". Both weak points introduce the same phase difference when the magnetic flux in the circular conductor is 0 , Φ 0 , 2Φ 0 , or multiples thereof. This creates a constructive interference. The vulnerability insert opposite phase differences when the flow Φ 0/2, 3Φ 0/2, and so forth, resulting in destructive interference. This interference causes the critical current to change. The critical current is the maximum current that the measurement setup can carry without loss. Typically, high-TC superconductors can carry less than 1 MA / cm 2 . The critical current is sensitive to the magnetic flux through the superconducting loop so that even the smallest magnetic moments can be measured. The critical current is typically obtained by measuring the voltage drop across the Josephson junction as a function of the total current through the circuit. Commercial SQUIDS convert the modulation of the critical current into a voltage variation that is easier to measure.
Bei der Verwendung von Koops-GranMat® können viel höhere Signale erwartet werden, da das Material in der Lage ist, viel höhere Ströme einer Stromdichte bis zu 50 MA/cm2 zu tragen, wenn nicht gar bis zu > GA/cm2, wie es bei einem Strom gemessen wurde, der von einer Feldemitter-Spitzenkathode mit einer Emissionsfläche < 10 nm im Durchmesser emittiert wurde. Diese Werte sind viel höher als 1 MA/cm2, was die kritische Stromdichte der Hoch-TC-Supraleiter ist, die bei höheren Dichten durch das innere Magnetfeld zerstört werden. Deshalb wird von QUIDART Bauelementen ein viel größerer Anwendungsbereich erwartet, als dieser für Hoch-TC supraleitende SQUIDS besteht.When using Koops-GranMat ® much higher signals can be expected because the material is able to carry much higher currents a current density up to 50 MA / cm 2, if not up to> GA / cm 2, as it was measured at a current emitted from a field emitter tip cathode having an emission area <10 nm in diameter. These values are much higher than 1 MA / cm 2 , which is the critical current density of the high TC superconductors which are destroyed by the internal magnetic field at higher densities. Therefore, QUIDART devices are expected to have a much wider range of applications than high-TC superconducting SQUIDS.
Ein angewandtes magnetisches Feld erzeugt eine Phasenschiebung um einen Ring herum, der in diesem Fall gleich ΔΦ(B) = 2π(Φa/Φ0) ist. Der kritische Mess-Strom ist Ic = 2iccosπ(Φa/Φ0).An applied magnetic field produces a phase shift around a ring, which in this case is equal to ΔΦ (B) = 2π (Φ a / Φ 0 ). The critical measurement current is I c = 2 i c cosπ (Φ a / Φ 0 ).
Im Fall der BEC, bei der das Boson im Kondensat von einem Elektron und einem Loch gebildet wird, die beide die gleiche Spin-Richtung tragen, fließt kein Strom, denn die Summe der Ladungen ist 0, bewirkt jedoch ein starkes Dipol-Moment, das durch einen Feldgradienten bewegt wird. Das Boson trägt jedoch 2 Magnetonen, das heißt ein starker magnetischer Fluss liegt vor.In the case of the BEC, where the boson in the condensate is formed by an electron and a hole, both of which carry the same spin direction, no current flows because the sum of the charges is 0, but causes a strong dipole moment is moved by a field gradient. However, the boson carries 2 magnetons, that is a strong magnetic flux exists.
Die hohe Empfindlichkeit erlaubt den Nachweis der lokalen Magnetisierung in künstlichen Nanostrukturen, in Supraleitern, Ferromagneten, und elektronischen Schaltkreisen. Mit den gewonnenen Bildern kann man den Mechanismus der Bildung erklären, die aus magnetischen Mustern gewonnen werden. Dies wird mitunter zu Supraleitern mit höheren kritischen Strömen, weniger Vortex-Bewegungen mit gut kontrollierten Domänenstrukturen, und optimierten Detektoren führen.The high sensitivity allows the detection of local magnetization in artificial nanostructures, in superconductors, ferromagnets, and electronic circuits. With the obtained pictures one can explain the mechanism of the education, which are won from magnetic patterns. This will sometimes lead to superconductors with higher critical currents, fewer vortex movements with well-controlled domain structures, and optimized detectors.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Mess-Signal ein, supraleitendMeasuring signal on, superconducting
- 22
- Josephson-Verbindung (weak link), IsolatorJosephson junction (weak link), insulator
- 33
- Mess-Signal aus, supraleitendMeasuring signal off, superconducting
- 44
- Versorgungs-Strom – einSupply current - on
- 55
- Versorgungs-Strom ausSupply current off
- 66
- Magnetisches Feld, das gemessen werden sollMagnetic field to be measured
- 77
- Mess-Signal ein, aus KoopsGranMat® @RTMeasuring signal on, from KoopsGranMat ® @RT
- 88th
- Koops-Paar Junction-(weak link)Oxid oder anderer IsolatorCoops pair Junction (weak link) oxide or other insulator
- 99
- Mess-Signal aus, aus Koops-GranMat® @RTMeasuring signal from Koops-GranMat ® @RT
- 1010
- Versorgungsstrom einSupply current
- 1111
- Versorgungsstrom ausSupply current off
- 1212
- Zu messendes magnetisches FeldMagnetic field to be measured
- 2020
- Mess-Signal a, Versorgungs-Strom einMeasuring signal a, supply current on
- 2222
- Koops-Paar-Verbindung, als Luftspalt oder aus festem Isolator hergestelltCoops-pair connection, manufactured as an air gap or a solid insulator
- 2424
- Mess-Signal, Koops-GranMat®, Versorgungstrom ausMeasuring signal-Koops GranMat ®, supply current from
- 3030
- Ein magnetisches Feld, das gemessen werden sollA magnetic field to be measured
- 4040
- Mess-Signal ein, KoopsGranMat® A measurement signal, KoopsGranMat ®
- 4242
- Versorgungsstrom einSupply current
- 4444
-
Abscheidung der Isolator-Schicht (TEOS-TetraethylOrthoSiloxan) auf dem BEC Material
40 ,42 und dem linken Halbkreis. Anschließend Abscheidung des rechten Musters46 und48 Deposition of the insulator layer (TEOS tetraethyl orthosiloxane) on theBEC material 40 .42 and the left semicircle. Then deposition of theright pattern 46 and48 - 4646
- Mess-Signal aus, Koops-GranMat® Measuring signal, Koops-GranMat ®
- 4848
- Versorgungsstrom- ausSupply current off
- 5050
- Zu messendes MagnetfeldMagnetic field to be measured
- 6161
- Stromzufuhr und Anschluss (Strom-Messgerät)Power supply and connection (current measuring device)
- 6262
- Spannungsversorgungpower supply
- 6363
- Zu messendes MagnetfeldMagnetic field to be measured
- 6464
- je ½ des eingespeisten Mess-Stromeseach ½ of the injected measuring current
- 6565
- Vom Magnetfeldsignal induzierter StromCurrent induced by the magnetic field signal
- 66 66
- „Weak Link”-Schwachstelle"Weak link" vulnerability
- 6767
- „Weak Link”-Schwachstelle"Weak link" vulnerability
- 6868
- SpannungsmesspunktVoltage measurement point
- 6969
- SpannungsmesspunktVoltage measurement point
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 1243292 [0001] DE 1243292 [0001]
- GB 1505524 A [0012] GB 1505524 A [0012]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- H. W. P. Koops, et al. ME 23 (1994) 477–481 [0003] HWP Koops, et al. ME 23 (1994) 477-481 [0003]
- H. W. P. Koops et al. Microelectronic Engineering 57–58 (2001) 1009–1016 [0003] HWP Koops et al. Microelectronic Engineering 57-58 (2001) 1009-1016 [0003]
- H. W. P. Koops, A. Kaya, M. Weber J. Vac. Sci. Technol. B 13(6) Nov/Dez (1995) 2400–2403 [0003] HWP Koops, A. Kaya, M. Weber J. Vac. Sci. Technol. B13 (6) Nov / Dec (1995) 2400-2403 [0003]
- Michael R. Geller, et. al. ”Theory of electron-phonon dynamics in insulating nanoparticles” Physica B 316–317 (2002) 430–433 [0005] Michael R. Geller, et. al. "Theory of electron-phonon dynamics in insulating nanoparticles" Physica B 316-317 (2002) 430-433 [0005]
- Hans W. P. Koops, H. Fukuda, J. Vac. Sci. Technol. B 33, 02B108 (2015) http://dx.doi.org/10.1116/1.4904732 [0008] Hans WP Koops, H. Fukuda, J. Vac. Sci. Technol. B 33, 02B108 (2015) http://dx.doi.org/10.1116/1.4904732 [0008]
- CNRS: C. Veauvy et al., RSI 73, 3825(2002) [0010] CNRS: C. Veauvy et al., RSI 73, 3825 (2002) [0010]
- J. Bland Thesis M. Phys (Hons), 'A Mössbauer spectroscopy and magnetometry study of magnetic multilayers and oxides.' Oliver Lodge Labs, Dept. Physics, University of Liverpool, 2002. http://hep.ph.liv.ac.uk/~jbland/JBland-Thesis-2002.pdf) [0015] J. Bland Thesis M. Phys (Hons), 'A Mössbauer spectroscopy and magnetometry study of magnetic multilayers and oxides.' Oliver Lodge Labs, Dept. Physics, University of Liverpool, 2002. http://hep.ph.liv.ac.uk/~jbland/JBland-Thesis-2002.pdf) [0015]
- J. Bland Thesis M. Phys (Hons). 'A. Mössbauer spectroscopy and magnetometry study of magnetic multilayers and oxides.' Oliver Lodge Labs, Dept. Physics, University of Liverpool 2002. http://hep.ph.liv.ac.uk/~jbland/JBland-Thesis-2002.pdf [0018] J. Bland Thesis M. Phys (Hons). 'A. Mössbauer spectroscopy and magnetometry study of magnetic multilayers and oxides. ' Oliver Lodge Labs, Dept. Physics, University of Liverpool 2002. http://hep.ph.liv.ac.uk/~jbland/JBland-Thesis-2002.pdf [0018]
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1243292B (en) | 1964-02-17 | 1967-06-29 | Ford Werke Ag | Arrangement using an electronic component with two superconductors and a method for using the arrangement as an amplifier, magnetometer and multiplier |
GB1505524A (en) | 1974-06-07 | 1978-03-30 | Ibm | Josephson junction devices |
-
2014
- 2014-12-22 DE DE102014019354.3A patent/DE102014019354B8/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1243292B (en) | 1964-02-17 | 1967-06-29 | Ford Werke Ag | Arrangement using an electronic component with two superconductors and a method for using the arrangement as an amplifier, magnetometer and multiplier |
GB1505524A (en) | 1974-06-07 | 1978-03-30 | Ibm | Josephson junction devices |
Non-Patent Citations (8)
Title |
---|
CNRS: C. Veauvy et al., RSI 73, 3825(2002) |
H. W. P. Koops et al. Microelectronic Engineering 57–58 (2001) 1009–1016 |
H. W. P. Koops, A. Kaya, M. Weber J. Vac. Sci. Technol. B 13(6) Nov/Dez (1995) 2400–2403 |
Hans W. P. Koops, H. Fukuda, J. Vac. Sci. Technol. B 33, 02B108 (2015) http://dx.doi.org/10.1116/1.4904732 |
http://hep.ph.liv.ac.uk/~jbland/JBland-Thesis-2002 |
J. Bland Thesis M. Phys (Hons), 'A Mössbauer spectroscopy and magnetometry study of magnetic multilayers and oxides.' Oliver Lodge Labs, Dept. Physics, University of Liverpool, 2002. http://hep.ph.liv.ac.uk/~jbland/JBland-Thesis-2002.pdf) |
J. Bland Thesis M. Phys (Hons). 'A. Mössbauer spectroscopy and magnetometry study of magnetic multilayers and oxides.' Oliver Lodge Labs, Dept. Physics, University of Liverpool 2002. http://hep.ph.liv.ac.uk/~jbland/JBland-Thesis-2002.pdf |
Michael R. Geller, et. al. "Theory of electron-phonon dynamics in insulating nanoparticles" Physica B 316–317 (2002) 430–433 |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021101578A1 (en) | 2020-01-30 | 2021-08-05 | Elmos Semiconductor Se | Use of an optical device with NV centers in an area of ionizing radiation |
DE102021101573A1 (en) | 2020-01-30 | 2021-08-05 | Elmos Semiconductor Se | Process for the production of an optical system with NV centers by means of glass frit structures |
WO2021151429A2 (en) | 2020-01-30 | 2021-08-05 | Elmos Semiconductor Se | Nv center-based microwave-free galvanically isolated magnetometer |
DE102021101568A1 (en) | 2020-01-30 | 2021-08-05 | Elmos Semiconductor Se | NV center based, microwave-free and galvanically isolated sensor module |
DE102021101579A1 (en) | 2020-01-30 | 2021-08-05 | Elmos Semiconductor Se | Direct contact sensor system with NV centers for measurements on abrasive fluids |
DE102021101581A1 (en) | 2020-01-30 | 2021-08-05 | Elmos Semiconductor Se | Vehicle with a sensor element with NV centers |
DE102021101565A1 (en) | 2020-01-30 | 2021-08-05 | Elmos Semiconductor Se | NV center based, microwave-free and galvanically isolated magnetometer with a circuit board made of glass |
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DE102021101583A1 (en) | 2020-01-30 | 2021-08-05 | Elmos Semiconductor Se | Recipients with NV centers |
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