5月20日，我国科研团队再在顶级学术期刊《Nature》，发表传感器创新科研成果。
该研究依托奇点物理原理，使科里奥利效应引起的频率和相位调制呈现立方根标度关系，有效优化了芯片级科里奥利振动陀螺仪的核心工作性能指标。经多组实验验证，该创新优化方案不增大器件结构尺寸，也不会产生额外功耗，可显著改善系统信噪比，大幅提升陀螺仪的运动检测与姿态测量精度——论文数据显示，实现了科里奥利因子三个数量级的增强，信噪比提高了253倍，精度提高了297倍。
该成果以“Cusp-singularity-enhanced Coriolis effect for sensitive chip-scale gyroscopes”为题发表于《Nature》。
资料显示，周鑫教授 (国防科技大学&南方科技大学)、景辉教授 (国防科技大学&湖南师范大学)、Franco Nori教授 (RIKEN) 和汪飞教授 (南方科技大学) 为论文共同通讯作者;周鑫课题组硕士生张森为论文第一作者，其在周鑫教授的指导下实施了实验;周鑫教授主导了理论分析，景辉教授和Nori教授提供了重要指导，景辉教授和Nori教授联合指导的黄然博士在理论分析方面也做出了贡献。研究工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金的资助与支持。
陀螺仪作为基础惯性传感器，在消费电子、汽车和航空航天等行业的旋转测量中至关重要，其中应用最广泛的类型是基于科里奥利效应的 。芯片级科里奥利振动陀螺仪(CVG)具有尺寸、重量和成本更低的优势，但其性能远低于传统的宏观级 CVG，这是因为微芯片中固有的弱科里奥利因子限制了其灵敏度的提升，而微芯片中的布朗噪声比宏观芯片中的布朗噪声要大得多。为了克服这一物理限制，我们提出并实验验证了利用片上 CVG 相位跟踪振荡中尖点突变内的三阶奇异性，来实现科里奥利效应引起的频率调制的立方根缩放。利用这种效应，我们实现了科里奥利因子三个数量级的增强，信噪比提高了 253 倍，精度提高了 297 倍。此外，尖点奇异性使得此前无法实现的超灵敏相位调制亚线性测量成为可能，从而在硅芯片陀螺仪中实现了创纪录的信噪比性能。这些发现不仅填补了观测和控制奇异性增强科里奥利效应方面的空白，为陀螺仪技术带来了革命性的进步，也为其他超灵敏传感应用提供了新的思路。