监测和小型化：学院获得100万美元用于开发用于纳米级设备的高分辨率传感器
作者：Allison Kleber
Alexander Sergienko教授和Abdoulaye Ndao教授与纽约州立大学布法罗分校的一组澳门威尼斯人注册网站研究人员合作，获得了美国空军科学澳门威尼斯人注册网站研究办公室（AFOSR） 100万美元的多学科大学澳门威尼斯人注册网站研究计划（MURI）资助，用于开发新型微电子传感器。现代微纳米级的芯片设计需要在分析和维护系统性能和安全性的传感技术发展方面有新的想法。Sergienko和Ndao提出的贡献集中在超灵敏量子电场和磁场传感器的发展上，重点是新型超表面的发展。
与人脑不同的是，电子设备是由复杂而精致的结构组成的，而且通常被包裹在一个更大的“身体”里。这要求工程师使用非侵入式（远程）传感技术，以便在运行时监控其性能，检测任何问题等等，而不会破坏或中断过程中的这些操作。然而，目前纳米级电子器件小型化的趋势已经超过了现有传感器技术的有效性。
所有的电子元件，如晶体管，在工作时都会发出电磁辐射。随着电子元件变得越来越小，越来越节能，这些信号相应地变得越来越弱，越来越难以读取。老式的传感器根本不够灵敏，无法远程探测到现代微芯片内部的情况。需要新的方法，这正是欧洲经委会澳门威尼斯人注册网站研究人员的切入点。
为了设计和构建能够提供所需的异常敏感和详细读数的传感器，Sergienko教授和Ndao正在利用两个主要的专业能力领域：尖端纳米技术设计和量子光学。
超表面是亚波长纳米结构器件；也就是说，由单个元素组成的薄结构被设计成一个晶格，可以产生特殊的光学效果，比如以不寻常的方式分裂光，控制其路径，或者在这种情况下，引起非自然的电光和磁光材料响应。超表面具有如此精细校准的纳米结构，它们可以在特殊点或光谱上的几个物理现象模式（在这种情况下，光学模式）相遇并可以分离的点上工作，可以根据外部磁场或电场的微小变化改变其光电特性。换句话说，它们对现代纳米级电子设备发出的微小信号都非常敏感。
为了在期望的增强灵敏度水平上捕获这些信息，可以使用干涉测量法——测量波的干涉，在这种情况下是光子波。利用量子纠缠水平的干涉提供了经典光学无法提供的额外功能，例如，当用于测量上述纳米级光电变化时，纠缠光子干涉测量读数提供了比传统光子传感器更高的灵敏度和分辨率。
这种开创性的方法组合确保了下一代超灵敏，高分辨率传感器的成功开发，能够提供纳米电子设备性能的实时反馈，检测嵌入式间谍硬件或伪造组件（通过电磁特征的变化），甚至增强和激发微芯片设计的互补创新。
Alexander Sergienko教授自1996年以来一直是波士顿大学电气和计算机工程学院的一员，此外还隶属于物理系和光子学中心。他是Optica澳门威尼斯人注册网站研究员，拥有八项专利，并与人合著了三本澳门威尼斯人注册量子通信的书，以及许多其他出版物。
Abdoulaye Ndao教授于2020年加入波士顿大学电气与计算机工程系，隶属于材料科学与工程系和光子学中心。2014年在法国弗朗什孔特大学获得博士学位。