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1. (WO2016083140) METHOD AND DEVICE FOR MEASURING STRONG MAGNETIC FIELDS ON A NANOMETER SCALE, E.G. ON A HARD DISK WRITE/READ HEAD
Latest bibliographic data on file with the International Bureau   

Pub. No.:    WO/2016/083140    International Application No.:    PCT/EP2015/076418
Publication Date: 02.06.2016 International Filing Date: 12.11.2015
IPC:
G01R 33/032 (2006.01)
Applicants: UNIVERSITÄT STUTTGART, KÖRPERSCHAFT DES ÖFFENTLICHEN RECHTS [DE/DE]; Keplerstraße 7 70174 Stuttgart (DE)
Inventors: REINHARD, Friedmann; (DE).
WRACHTRUP, Jörg; (DE)
Agent: QIP PATENTANWÄLTE DR. KUEHN & PARTNER MBB; Goethestrasse 8 80336 München (DE)
Priority Data:
10 2014 117 428.3 27.11.2014 DE
Title (EN) METHOD AND DEVICE FOR MEASURING STRONG MAGNETIC FIELDS ON A NANOMETER SCALE, E.G. ON A HARD DISK WRITE/READ HEAD
(FR) PROCÉDÉ ET DISPOSITIF POUR MESURER DES CHAMPS MAGNÉTIQUES FORTS À L'ÉCHELLE NANOMÉTRIQUE, PAR EXEMPLE SUR UNE TÊTE D'ÉCRITURE/DE LECTURE DE DISQUE DUR
Abstract: front page image
(EN)A method and a device (1) for measuring strong magnetic fields on a nanoscale are proposed. The device (1) comprises a positioning element (3) for positioning a magnetic-field-dependent photoluminescent (MFDP) particle (9) such as a Nitrogen-Vacancy center, a laser serving as a light source (11) for illuminating the MFDP particle (9), a microwave generator (15) for irradiating the MFDP particle (9) with electromagnetic microwave radiation, a photodetector (17) for detecting photoluminescence from the MFDP particle (9) and a controller (19). The controller (19 is adapted to controlling the positioning element (3), the light source (11), the microwave generator (15) and an external magnetic field generator (21), such as a hard disk write/read head, in accordance with a the method comprising: (a) positioning the MFDP particle (9); (b) performing manipulations for bringing the MFDP particle (9) into a predetermined excitation level; (c) ramping up a magnetic flux density (B); (d) irradiating the MFDP particle (9) with electromagnetic microwave radiation in a specific frequency range; (e) ramping down the magnetic flux density; and (f) detecting a quantum state of the MFDP particle e.g. by measuring an intensity of photoluminescence of the MFDP particle. In this way, spin preparation and readout is always performed in the low-field regime, while spectroscopy can be performed in an arbitrary high magnetic field. Thereby, strong magnetic fields with B > 10mT may be measured at nanoscales, allowing e.g. for imaging of hard disc write heads' magnetic field with simultaneously sub-nm resolution, nanoTesla sensitivity and Tesla dynamic range.
(FR)L'invention concerne un procédé et un dispositif (1) pour mesurer des champs magnétiques forts sur une échelle nanométrique. Le dispositif (1) comprend un élément de positionnement (3) pour positionner une particule photoluminescente dépendant du champ magnétique (PDCM) (9) telle qu'un centre azote-lacune, un laser servant de source de lumière (11) pour éclairer la particule PDCM (9), un générateur de micro-ondes (15) pour irradier la particule PDCM (9) avec un rayonnement de micro-ondes électromagnétiques, un photodétecteur (17) pour détecter la photoluminescence de la particule PDCM (9) et un contrôleur (19). Le contrôleur (19) est conçu pour commander l'élément de positionnement (3), la source de lumière (11), le générateur de micro-ondes (15) et un générateur de champ magnétique externe (21), tel qu'une tête d'écriture/de lecture de disque dur, conformément à un procédé comprenant : (a) positionner la particule PDCM (9) ; (b) effectuer des manipulations pour amener la particule PDCM (9) à un niveau d'excitation prédéterminé ; (c) accroître une densité de flux magnétique (B) ; (d) irradier la particule PDCM (9) avec un rayonnement de micro-ondes électromagnétiques dans une plage de fréquences spécifique ; (e) diminuer la densité du flux magnétique ; et (f) détecter un état quantique de la particule PDCM, par exemple en mesurant l'intensité de photoluminescence de la particule PDCM. De cette façon, la préparation du moment angulaire et la lecture sont toujours effectuées dans le régime de faible champ, tandis que la spectroscopie peut être réalisée dans un champ magnétique arbitraire élevé. Ainsi, des champs magnétiques forts avec B > 10mT peuvent être mesurés à des échelles nanométriques, permettant par exemple une imagerie du champ magnétique de têtes d'écriture de disques durs avec simultanément une résolution sous-nm, une sensibilité nanoTesla et une plage dynamique Tesla.
Designated States: AE, AG, AL, AM, AO, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BH, BN, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CL, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DO, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, GT, HN, HR, HU, ID, IL, IN, IR, IS, JP, KE, KG, KN, KP, KR, KZ, LA, LC, LK, LR, LS, LU, LY, MA, MD, ME, MG, MK, MN, MW, MX, MY, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PA, PE, PG, PH, PL, PT, QA, RO, RS, RU, RW, SA, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, ST, SV, SY, TH, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, ZA, ZM, ZW.
African Regional Intellectual Property Organization (BW, GH, GM, KE, LR, LS, MW, MZ, NA, RW, SD, SL, ST, SZ, TZ, UG, ZM, ZW)
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African Intellectual Property Organization (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, KM, ML, MR, NE, SN, TD, TG).
Publication Language: English (EN)
Filing Language: English (EN)