上海微系统所制备出微型光电一体化集成钻石量子磁传感器，图片来自中国科学院上海微系统与信息技术研究所
NV色心在常温下具有稳定量子态，可以在非制冷室温下工作。同时，钻石量子磁传感器以其高空间分辨率、高灵敏度、高生物兼容性等技术优势，在近场微观磁共振、磁异常探测、生命科学等领域具有重要应用前景。
小型化、集成化、便携化是钻石量子传感器取得实际应用的重要条件。此次，前述团队基于晶圆级微机电工艺平台，利用标准微纳加工技术，制备出钻石量子磁传感器的核心——钻石芯片。芯片内部集成微波辐射结构，实现了原位微波量子态操控。研究采用金属热压键合技术，实现了钻石单晶与硅晶圆的异质集成，确保机械稳定性。钻石芯片耦合带有梯度变化折射率透镜的光纤模块，实现了“光进光出”工作模式，缩小了探头尺寸，实现了钻石磁强计探头的高集成度。
研究进一步表明，采用双频共振技术可以同时进行磁场和温度场的同步实时测量，不仅通过温漂抑制提高了磁场测量的信噪比，并且确保了传感器温度的稳定性。
研究人员提出的制备工艺可以在晶圆级进行拓展，具有批量化制备的潜力，为建立高一致性、高灵敏度的可穿戴传感器阵列提供了可能性。目前，钻石量子磁传感器整体尺寸仅有20×15×1.5立方毫米(mm^3)，灵敏度达到2.03nT·Hz^(−1/2)（Hz为赫兹，nT为纳特斯拉）。同时，该钻石磁传感器可以对小于0.5毫米（甚至更小）的目标区域进行近距离测量，具有在心磁、脑磁等弱磁信号探测场景的应用潜力，为后续实用化的可穿戴生物磁传感器奠定研究基础。