Nitride Globalは、先進的な熱管理、誘電体および半導体材料の開発に特化したアメリカの企業で、GPS信号が得られない状況でのナビゲーションを支援するために、センチメートル級の量子センサーを研究しています。同社は9月14日に、アメリカ空軍のAFWERX小規模企業革新研究の第一段階契約を獲得したと発表しました。このプロジェクトは、マイクロ波原子チップ量子センサーの精密ナビゲーションおよび遠隔重力測定における実現可能性を評価します。この装置は原子干渉マイクロ波原子チップ（A-MAC）と呼ばれ、Nitride Globalのアルミナ窒化物プラットフォームを使用して評価されます。
衛星信号のないナビゲーション
このプロジェクトは、GPS信号が干渉、欺瞞、または完全に得られない環境において、空軍および衛兵が直面する課題に対応しています。従来の慣性ナビゲーションシステムは、時間の経過とともに誤差が蓄積し、定期的な衛星の更新がないと位置の不確実性が増大し、プラットフォームの独立した運用時間と距離が制限されます。原子干渉計は、物質波の波長に基づいて加速度と回転を測定できるため、潜在的な代替手段を提供します。Nitride Globalは、これらのシステムがこれまでに示された中で最も安定した慣性センサーの一つであると述べています。
しかし、ほとんどの先進的なシステムは、1メートル以上の実験室の作業台スペースを必要とします。同社によれば、微型化の主な障害は基板材料にあり、基礎物理ではないとのことです。
Nitride Globalがナビゲーションの課題に対応する新型センチメートル級量子センサーを開発中
マイクロ波ハードウェアを単一の回路基板に統合
Nitride GlobalのA-MACアーキテクチャは、分散したマイクロ波リンクを単一の集積回路基板に統合することを目的としています。その薄型で曲面に適合したAlON誘電体材料により、マイクロ波のルーティング、結合構造、捕捉幾何学が同じスタック内に配置されることが可能になります。熱は大型のセラミック基板を通さず、金属を介して外部に伝導されます。目標は、サイズ、重量、電力要件が厳しいプラットフォームに適したセンチメートル級の構造を作成することです。Nitride Globalは、ウィリアム・アンド・メアリー大学の物理学副教授Seth Aubin博士と協力します。
Aubinの原子物理学グループは、サブコントラクターおよび研究パートナーとして参加し、10年以上のマイクロ波原子チップの捕捉および関連する捕捉物理の研究経験をもたらします。
実験室から競争環境へ
この技術は最終的に、衛星に依存しない位置決め、ナビゲーション、タイミングを支援し、超音速航空機、ドローン、軌道システム、水中プラットフォーム、自動運転地上車両、ドローン迎撃機に応用される可能性があります。商業用途には、資源探査、インフラ監視、地下マッピングが含まれます。「量子慣性センサーは、10年前の電力電子と同じ理由で制約を受けています：制約は物理ではなくパッケージングにあります。マイクロ波のルーティングと熱管理が同じ材料システム内で行えるなら、機器は飛行可能なサイズに小型化できるでしょう。」とNitride GlobalのCEO Mahyar Khosraviは指摘しています。
同社は現在、航空宇宙および防衛の統合業者からのフィードバックを求めており、センサーの形状、環境要件、性能基準を定義しています。