Spin-Kohärenz von Silizium-Fehlstellen-Qubits in SiC

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Georgy Astakhov
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 241647006

Wir möchten Spin-Gitter-Relaxationszeit und Spinkohärenz-Zeit von einzelnen Silizium-Fehlstellen und ähnlichen Defekten in Siliziumkarbid (SiC) bei verschiedenen Temperaturen in Abhängigkeit des Polytyps und der Isotopenzusammensetzung experimentell bestimmen. Als Methoden kommen hierfür optische Anregung für gezielte Initialisierung/Auslesen des Spinzustands und gepulste Magnetresonanz zur Spinmanipulation zum Einsatz. In unserem Experiment verwenden wir einen Aufbau für optische Mikroskopie, der für Quantenoperationen an einer einzelnen Silizium-Fehlstelle bei Umgebungsbedingungen geeignet ist.Silizium-Fehlstellen in SiC haben das Potenzial, die Vorteile verschiedener Festkörpersysteme, welche als potentielle Kandidaten für spin-basierte Systeme für die Quanteninformationsverarbeitung gelten, zu vereinen. Dies umfasst die optische Spininitialisierung ohne Einwirkung eines äußeren Magnetfelds, eine voraussichtlich sehr lange Spinkohärenz in isotopenreinen Kristallen, die Spinkohärenz bei Raumtemperatur und fortgeschrittene Mikrostrukturierungsverfahren. Bei Gelingen wird unser Projekt das erwartete, hohe Potenzial von Siliziumkarbid als Material für Quantentechnologie im Nanometerbereich belegen sowie weitere Forschungsimpulse in diese Richtung anregen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Partnerorganisation: Russian Foundation for Basic Research
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Pavel Baranov; Professor Dr. Vladimir Dyakonov; Professor Dr. Yuri Kusrayev