Das in Cambridge ansässige Startup Paragraf hat mit der Abteilung Magnetic Measurement am CERN zusammengearbeitet, um das Potenzial von Hall-Effekt-Sensoren auf Graphenbasis zur Verbesserung der Genauigkeit bei Magnetmessanwendungen zu demonstrieren. Der Hall-Effekt-Sensor von Paragraf überwindet die Mängel bestehender Hall-Effekt-Sensoren, die planare Hall-Effekte aufweisen, die falsche Signale erzeugen, und erfasst Magnetfelder in einer Richtung, wodurch ein vernachlässigbarer planarer Hall-Effekt erzielt wird. Dies liegt daran, dass die aktive Sensorkomponente des Hall-Effekt-Sensors von Paragraf aus atomar dünnem, zweidimensionalem Graphen besteht. Dies ermöglicht es, den wahren senkrechten Magnetfeldwert zu erhalten, was eine genauere Abbildung des lokalen Magnetfelds ermöglicht.
Hall-Effekt-Sensoren ohne planaren Effekt öffnen die Tür zu einer neuen Kartierungstechnik, indem ein Stapel von Sensoren auf einer rotierenden Welle montiert wird. Messungen des Oberschwingungsgehalts in Beschleunigermagneten, die entlang der Magnetachse nahezu punktförmig sind, wären der zusätzliche Vorteil. Ein breiter Temperaturbereich von + 80 ° C bis zu kryogenen Temperaturen von 1,5 Kelvin ist eine der Schlüsseleigenschaften des Paragraf Hall-Effektsensors.
Mit diesem Hauptschritt könnte das CERN die Felder in den supraleitenden Magneten mit hoher Genauigkeit messen. Dies könnte unter Verwendung von Sensoren erfolgen, die in Temperaturbereichen für flüssiges Helium (unter -269 ° C, 4 Kelvin, -452 ° F) arbeiten, in denen die Kalibrierung von Sensoren weniger als trivial ist. Der Bereich Magnetic Measurement des CERN plant, die Hall-Effekt-Sensoren eingehender zu testen, um sie schließlich für den Aufbau eines neuartigen Kartierungssystems für Magnetfelder zu verwenden. Derzeit stehen die Graphen-Hall-Effekt-Sensoren des Paragraf zur Verfügung, um Partner in kleinen Mengen zu führen.