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Point contacts for quantum spin valleytronics (PCSV)

Descrizione del progetto

Spingere le frontiere del calcolo quantistico

I punti quantici sono canali di trasporto elettronico su scala nanometrica che possono essere definiti in strati semiconduttori dotati di proprietà ottiche uniche, che permettono di sintonizzare l’emissione e l’assorbimento della luce su varie frequenze. Una delle applicazioni più interessanti dei punti quantici che sfruttano le rotazioni di singoli elettroni o gli impulsi di singoli fotoni è il calcolo quantistico. Il progetto PCSV, finanziato dall’UE, svilupperà una piattaforma pionieristica di punti quantici per il calcolo quantistico in eterostrutture di van der Waals nelle quali le singole rotazioni sono i portatori di informazioni e il tempo di coerenza può essere controllato a livello elettrico. La sua realizzazione potrebbe portare il calcolo quantistico a un nuovo livello e anche far progredire il campo della spintronica che si basa sulla rotazione degli elettroni in dispositivi innovativi.

Obiettivo

Since the discovery of the transistor in 1948, semiconductor electronics have changed our lives in unprecedented ways. The enormous miniaturization of transistors, which has triggered an exponential increase of the world’s computational power, is reaching a fundamental limit. In this context, the achievement of complex operations by alternative approaches is crucial for the future of computation.
A recently developed alternative relies on the quantum entanglement between the ultimately small quantum dots (QD) and has already proved to be faster than conventional computations for certain operations.
PCSV explores van der Waals heterostructures made of bilayer graphene (BLG), tungsten diselenide (WSe2), and hexagonal boron nitride (hBN) to achieve a novel QD platform where single spins are the information carriers and its coherence time can be controlled electrically. For this purpose, PCSV studies electrostatically defined quantum point contacts (QPCs) and QDs in a BLG/WSe2-based novel device platform where the WSe2 layer imprints its strong spin-orbit coupling (SOC) on BLG. Using electrostatic gates, I will define QPCs and QDs where the direction of the perpendicular electric field determines which layer of the BLG dominates the charge transport. Since only one of the layers is proximitized, this modulation will lead to the realization of QPCs and QDs with highly tunable SOC and spin coherence times.
Furthermore, PCSV will explore the spin filtering possibilities of the QPC device geometry using spin-polarized electrodes.
PCSV will become a feasibility study to determine whether BLG/WSe2 heterostructures can compete with state of the art spin QDs for quantum computation and as a spin filter for conventional spintronics.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) H2020-MSCA-IF-2020

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Coordinatore

TECHNISCHE UNIVERSITEIT DELFT
Contributo netto dell'UE
€ 175 572,48
Costo totale
€ 175 572,48