Skip to main content
Przejdź do strony domowej Komisji Europejskiej (odnośnik otworzy się w nowym oknie)
polski pl
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

Fully integrated and CMOS compatible, nanoscale Quantum enhanced magnetic SENSors for scalable submiliHertz, room temperature Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy

Opis projektu

Skalowalne czujniki magnetyczne do zastosowań biomedycznych

Centra wakancji azotu w diamentach okazały się interesującym kandydatem do wykorzystania w czujnikach kwantowych, które mogłyby znaleźć zastosowanie na przykład w obrazowaniu magnetooptycznym, termometrii i spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego. Istnieją jednak pewne przeszkody, które uniemożliwiają integrację czujnika kwantowego opartego na diamentach na chipie krzemowym. W tym celu zespół finansowanego ze środków UE projektu QSENS-NMR postara się wykorzystać defekty wakancji krzemu w 4H-węgliku krzemu (4H-SiC). Wykorzystując sprawdzone techniki łączenia wafli do uzyskania połączenia sześciocalowych 4H-SiC i dwutlenku krzemu z waflami krzemowymi, badacze zebrani wokół projektu QSENS-NMR zademonstrują kompatybilne z CMOS podejście do wytwarzania falowodów. Płytkie defekty wakancji krzemu zostaną wprowadzone do próbek przy użyciu skalowalnej skoncentrowanej wiązki jonów. Wyniki projektu mogą mieć daleko idące skutki dla biomedycyny. Tysiące jądrowych czujników magnetycznych zintegrowanych na jednym chipie można wykorzystać jako skalowalne narzędzie do diagnozowania raka lub wirusów.

Cel

Quantum enhanced magnetometers (QEM) based on nitrogen vacancy centres in diamond provide nanoscale spatial resolution and single atom sensitivity that can achieve magneto-optical imaging, thermometry and Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy of individual molecules. These have implications in various areas of fundamental science, biomedicine and information storage. One goal of QSENS-NMR is to solve the main challenges which prevent diamond to integrate and scale up thousands of QEM's on a single chip. These consider: challenging diamond waveguide fabrication, incompatibility with the Complementary-Metal-Oxide-Semiconductor (CMOS) industry, scalability and commercialisation limitation given by the expensive, time consuming material growth and wafer size of diamond. QSENS-NMR aims to solve these issues by utilising Silicon Vacancy (SiV) defects in 4H-Silicon carbide (4H-SiC) material. Thanks to wafer bonding pieces from 6 inch 4H-SiC and Silicon Dioxide on Silicon wafers, QSENS-NMR will demonstrate waveguide fabrication in a CMOS compatible manner where shallow SiV defects will be implanted using scalable Focus Ion Beam. In such configuration, light can be easily coupled to simultaneously excite multiple defects. Additional fabrication of gold contacts will demonstrate the first on chip spin control and photoelectrical spin readout (PDMR) of single colour centers in SiC. The second goal of QSENS-NMR is to utilise the opportunity to manipulate and measure spin states in order to demonstrate the first submiliHertz NMR spectroscopy with SiC colour centres. By integrating simple, microfluidic channels, multiple samples of water can be delivered to various spatial locations of the chip where high resolution NMR measurements will be achieved using the Quantum Homodyne technique. QSENS-NMR thus paves the way to one day possibly scale up to thousands of NMR sensors on a single chip which can be used as a scalable diagnostic tool for cancer or viral research.

Dziedzina nauki (EuroSciVoc)

Słowa kluczowe

Program(-y)

Temat(-y)

System finansowania

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego programu finansowania

Zaproszenie do składania wniosków

(odnośnik otworzy się w nowym oknie) H2020-MSCA-IF-2020

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego zaproszenia

Koordynator

UNIVERSITAET ULM
Wkład UE netto
€ 262 948,80
Koszt całkowity
€ 262 948,80

Partnerzy (1)