Students and staffPhilanthropyMedia

Kompakta multisensoriskā kvantu magnetometra izstrāde uz CMOS matricas pamata telplaika izšķirtiem mērījumiem

Projekta nosaukums: Kompakta multisensoriskā kvantu magnetometra izstrāde uz CMOS matricas pamata telplaika izšķirtiem mērījumiem

Projekta līguma numurs: 1.1.1.3/1/24/A/166

Projekta partneri: SIA “AGL Technologies”, SIA “Romove”

Projekta īstenošanas termiņš: 22.05.2025. - 21.05.2028. (36 mēneši)

Projekta kopējais finansējums: 656 455.00 EUR (ERAF 510 065.53 EUR; Valsts budžeta finansējums 89 934.33 EUR; privātais finansējums 56 455.14 EUR, t.sk. LU budžeta finansējums 14 179.45, ieguldījums natūrā - LU 19 693.65 EUR, SIA “Romove” 11 291.02 EUR)

Projekta zinātniskais vadītājs: LU Eksakto zinātņu un tehnoloģiju fakultātes Lāzeru centra vadošais pētnieks Iļja Feščenko

Projekta administratīvā vadītāja: Ginta Greble, e-pasts: ginta.greble@lu.lv  

Projekta mērķis ir izstrādāt un eksperimentāli pārbaudīt kompaktu NV magnetometru, kas izmanto gaismas avotus un fotonu detektorus ar lineāriem izmēriem mazākiem par vienu centimetru un ar zemu enerģijas patēriņu. Tiks izmantota oriģināla pieeja, kurā kompakts NV magnetometrs ir tieši uzbūvēts uz CMOS attēlošanas matricas pamata. Kad šādu sensoru varēs izmantot ārpus laboratorijas, to varēs pielietot ģeoloģijā, navigācijā un rūpniecībā.

Projekta rezultāti: 

  1. 8 datu kopas ar mērījumu un aprēķinu rezultātiem;
  2. 3 zinātnisko darbu oriģinālpublikācijas par trīs apakšdarbību rezultātiem;
  3. 2 produktu/tehnoloģiju prototipi: kvantu sensors ar dziļo NV centru slāni 
    un multisensoriskais kvantu magnetometrs;
  4. 1 LV patenta pieteikums: kompakts multisensoriskais kvantu magnetometrs;
  5. 1 Licences līgums.

Galvenās projekta darbības rūpniecisko pētījumu ietvaros:

  1. Dimanta kvantu sensoru ar dažāda dziļuma NV centru slāņiem izstrāde un testēšana.
  2. Telplaikā izšķirtas magnētiskā lauka detektēšanas pētījumi laboratorijas apstākļos.
  3. Kompaktā multisensoriskā kvantu magnetometra uzbūve un testēšana

Projekta publikācijas
01.08.2025. 

Projekts: Nr. 1.1.1.3/1./24/A/166 “Kompakta multisensoriskā kvantu magnetometra izstrāde uz CMOS matricas pamata telplaika izšķirtiem mērījumiem”.

Projekta realizētāji: Latvijas Universitāte (vadošais partneris), SIA AGL TECHNOLOGIES (partneris), SIA Romove (partneris).

Projekta mērķis ir: Projekta mērķis ir izstrādāt līdz TRL4 līmenim kompaktu Multisensorisko Kvantu Magnetometru (MKM), kurā tiek izmantoti Slāpekļa-Vakances (NV) centru slāņi dimantā. Unikāla NV magnētisko sensoru priekšrocība ir augstā telpiskā izšķirtspēja. NV sensori tiek plaši pētīti magnētiskās uztveršanas un attēlošanas pielietojumos. Tomēr NV magnetometri ir šobrīd dārgas laboratorijas ierīces, kas uzstādītas uz optiskajiem galdiem un patērē simtiem vatu, lai sasniegtu augstu jutību. Projekta pētnieciskais mērķis ir  eksperimentāli pierādīt, ka kompakta NV sensoru integrācija ar CMOS un LED matricām ir ne tikai iespējama, bet arī nodrošinās multisensēšanu, kas ievērojami palielinās magnetometra veiktspēju. Turklāt mūsu MKM, kas izmantos patērētāju elektronikas klases fotonu izstarotāju un uztveršanas ierīces ar lineāriem izmēriem mazākiem par vienu centimetru, sasniegs ievērojami augstāku energoefektivitāti salīdzinājumā ar esošajiem NV magnetometriem. Tas, kopā ar NV sensoru vienkāršību un noturību, mūsu redzējumā padarīs MKM par vadošo tehnoloģiju vāju magnētisko lauku detektēšanai, kas pašlaik ir ļoti pieprasīta ģeoloģijā, navigācijā un vides aizsardzībā.

Projekta darbības un paveiktais dotajā atskaites periodā:

Darbība 2.d1. Dimanta kvantu sensoru ar dažāda dziļuma NV centru slāņiem izstrāde un testēšana

Pētījumu komanda veica literatūras izpēti un analīzi par slāpekļa vakances (NV) centriem. Tika projektētas trīs NV sensoru membrānas ar dažādu NV slāņu dziļumu. Uzsākta NV centru skaitliskā modelēšana Wolfram Mathematica vidē.

Darbība 2.d2. Telplaikā izšķirtas magnetiskā lauka detektēšanas pētījumi laboratorijas apstākļos

Veikta literatūras analīze par telplaikā izškirta magnētiskā lauka detektēšanu. Uzsākta NV iekārtas sagatavošana telplaikā izšķirtu magnētiskā lauka mērījumu veikšanai. 

Darbība 2.d3. Kompaktā multisensoriskā kvantu magnetometra uzbūve un testēšana

Darbība vēl nav uzsākta. Darbību plānots uzsākt 2026. gada 4. ceturksnī.

Darbība 3. No projekta ietvaros veiktās pētniecības darbības izrietošo tehnoloģiju tiesību (nemateriālo aktīvu) iegūšana, apstiprināšana un aizstāvēšana.

Darbība vēl nav uzsākta. Darbību plānots uzsākt 2026. gada 4. ceturksnī.

Darbība 4. Projekta ietvaros radīto zināšanu izplatīšana mācību, publikāciju vai zinātības un tehnoloģiju pārneses veidā.

Tika veikta literatūras izpēte un analīze. Tiek gatavoti melnraksti projekta publikācijām. 

Darbība 5. Komunikācijas un vizuālās identitātes prasību nodrošināšanas pasākumi

Pētījuma apraksti izveidoti projekta dalībnieku mājas lapās:

1) LU mājas lapa https://eztf.lu.lv/petnieciba/projekti-un-programmas/projekti/fizika-un-astronomija/kompakta-multisensoriska-kvantu-magnetometra-izstrade-uz-cmos-matricas-pamata-telplaika-izskirtiem-merijumiem   ;

2) SIA AGL Technologies mājas lapa - https://www.agltechnologies.lv/project-5.php ;

3) SIA Romove mājas lapa - https://romove.lv