Grant: Collaborative Science, Technology and Innovation Program - Collaborative R&D Initiatives

The project focuses on developing an advanced, high-sensitivity magnetic field sensor utilizing a novel quantum material system based on a twodimensional hole gas (2DHG) in compressively strained germanium on silicon (cs-GoS). Magnetic field sensing is essential in various applications, from healthcare and automotive industries to quantum computing and space exploration. Existing sensors, such as those using NV centres, NMR or classical Hall effect technology, have limitations in scalability, stability, cost, and sensitivity. The cs-GoS-based sensors aim to overcome these challenges, offering improved sensitivity, scalability for mass production, and compatibility with ultra-large-scale integration (ULSI) technology. This quantum material promises an unprecedented sensitivity range that could measure magnetic fields from 10s T down to pT levels, surpassing existing solutions. The collaboration between the University of Warwick and NRC Canada ensures a comprehensive approach, combining academic research with industrial-scale manufacturing expertise. This project will lay the foundation for disruptive sensor technology, paving the way for applications in medical imaging, security, electronics, and beyond.

Le projet concerne le développement d’un capteur évolué du champ magnétique d’une grande sensibilité avec de nouveaux matériaux quantiques qui repose sur l’usage d’un gaz d’électrons bidimensionnel (GE2D) avec une puce de germanium sur silicium contraint par compression (cs-GoS). La détection du champ magnétique est indispensable à diverses applications, tant dans l’industrie de l’automobile qu’en informatique quantique ou dans l’exploration de l’espace. Les capteurs actuels, comme ceux qui utilisent les centres azote-lacune, la RMN ou l’effet de Hall classique, présentent tous des limites au niveau de la mise à l’échelle, de la stabilité, du coût et de la sensibilité. Les capteurs cs-GoS devraient surmonter ces difficultés, car ils sont plus sensibles, on peut les adapter en vue de la production de masse et ils sont compatibles avec la technologie d’intégration à ultra-grande échelle (ULSI). Ce matériau quantique promet une sensibilité hors du commun et permettrait de mesurer les champs magnétiques de 10s T jusqu’à l’échelle du pT, ce qui surpasse la sensibilité des solutions existantes. La collaboration entre l’Université de Warwick et le CNRC garantit une approche globale qui combine la recherche universitaire et la maîtrise de la fabrication à l’échelle industrielle. Le projet posera les fondements d’une technologie de détection de rupture pour paver la voie à des applications en imagerie médicale, sécurité, électronique et bien plus.

In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators. In the long term, find collaborative solutions to public policy challenges and create stronger innovation systems.

À court terme, les résultats prévus seront des collaborations renforcées entre l'industrie, le milieu universitaire et le gouvernement pour soutenir l'excellence en recherche. À moyen terme, les résultats attendus seront le développement de nouvelles technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs. À long terme, trouver des solutions collaboratives aux défis des politiques publiques et créer des systèmes d'innovation plus solides.

Collaborate on multiparty research and development programs to catalyze transformative, high-risk, high-reward research with the potential for game-changing scientific discoveries and technological breakthroughs in priority areas.

Collaborer à des programmes multipartites de recherche-développement dans le but de profiter de la synergie entre la recherche transformatrice à haut risque et à haut rendement et le potentiel de découvertes scientifiques et de percées technologiques révolutionnaires dans des secteurs d’intervention prioritaires.