Kryogenes Farbzentrum Quantenlichtmikroskop (CCCQLM)

• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 491065476

Wir beantragen eine Cryogenic Color Center Quantum Light Microscope (CCCQLM) Anlage an der Johannes Gutenberg Universität (JGU) in Mainz, die den Bedürfnissen von mindestens drei (teilweise überlappenden) ansässigen Forschungsgruppen gerecht wird: die Forscher entwickeln neuartige Techniken und Anwendungen der Quantensensorik, die Forscher arbeiten an neuen Geräten für Quanteninformationsverarbeitung und Quantenkommunikationsarchitekturen und untersuchen topologische und dynamische Effekte in kondensierter Materie. Die CCCQLM-Einrichtung wird Aktivitäten in den oben genannten Bereichen fördern und neue Technologien und wissenschaftliche Entdeckungen entkernen. Zur Einrichtung des CCCQLM schlagen wir den Erwerb eines hochmodernen Weitfeld-Magnetbildgebungssystems für die interdisziplinäre Forschung in den oben genannten Bereichen vor. Das CCCQLM kombiniert die Möglichkeiten, Proben mittels Großfeld-Magnetmikroskopie zu untersuchen, mit den folgenden zentralen Merkmalen:• Betriebstemperaturbereich von 2K bis Raumtemperatur • Magnetfeld von bis zu 5 T, mit 2 T Vektorfeldfähigkeit• Probenscan (2 mm linearer Bereich) / schneller Probenwechsel• Möglichkeit, statische elektrische und Mikrowellenfelder anzuwenden• Durchführung einer empfindlichen elektrischen Auslesung• Laseranregung von Farbzentren, z.B. SiV, NV, Seltenerdzentren, etc. • Polarisationsmessungen, z.B. magnetooptischer Kerr-EffektDas System wird eine hochmoderne, breit abgestimmte Laserquelle enthalten, die eine fortschrittliche Mikroskopie mit optisch detektierter Magnetresonanz (ODMR) und elektromagnetisch-induzierter Transparenzmikroskopie (EIT) mit verschiedenen bekannten und noch zu entdeckenden Farbzentren ermöglicht.Das System geht über modernste Instrumente hinaus, da es eine fortschrittliche Kryogen-Mikroskopie-Plattform eines kommerziellen Anbieters nutzt, die die zuvor in Mainz entwickelten Techniken wie Mikrowellenfreie und Zero-Field-Bildgebung natürlich aufnehmen kann.

• DFG-Verfahren: Großgeräteinitiative
• Großgeräte: Optisch-parametrischer Oszillator etc ; SQL Microscope and Crystat
• Gerätegruppe: 5040 Spezielle Mikroskope (außer 500-503) ; 6300 Meßgeneratoren, Meßsender, Frequenznormale
• Antragstellende Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
• Leiter: Professor Dmitry Budker, Ph.D.