Kryogene Plattform für optisch detektierte magnetische Resonanz einzelner Quantenemitter

• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 555846033

Dieser Antrag beschreibt ein Gerät, das kombinierte optische und magnetische Resonanzstudien an einzelnen Quantenemittern im Festkörper ermöglicht. Es wird die optische Mikroskopie einzelner Emitter bei Temperaturen unter 2 Kelvin und einem Magnetfeld von bis zu 7 Tesla erlauben. Eine Plattform mit vergleichbaren Messbedingungen ist an der Universität Bonn noch nicht verfügbar. Dieses Gerät wird laufende und geplante Forschungsprojekte unterstützen, insbesondere im Exzellenzcluster „Materie und Licht für Quantencomputing (EXC ML4Q)“ und dessen Verlängerungsantrag. Insbesondere sollen Forschungsarbeiten zur Schnittstelle von Defekt-gebundenen Elektronen- und Kernspins im Festkörper mit Photonen durchgeführt werden. Die primären Klassen der zu untersuchenden Emitter sind polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffmoleküle und gate-definierte Emitter in zweidimensionalen Materialien. Die Forschung, die mit diesem Gerät ermöglicht wird, könnte unser Verständnis der Dynamik von Elektronen- und Kernspins in Festkörpern auf der Ebene einzelner Emitter vertiefen und den Aufbau von Quanten-Spin-Photonen-Schnittstellen ermöglichen, die wesentliche Komponenten für Quantenrepeater und -netzwerke sind.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Kryogene Plattform für optisch detektierte magnetische Resonanz einzelner Quantenemitter
• Gerätegruppe: 8550 Spezielle Kryostaten (für tiefste Temperaturen)
• Antragstellende Institution: Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
• Leiter: Professor Dr. Daqing Wang