Descripción del proyecto
Convertir los defectos del nitruro de boro hexagonal en un activo
Un capa de un solo átomo de espesor de nitruro de boro hexagonal (BNh) es como la del grafeno. También se le llama «grafeno blanco» ya que parece transparente y sus átomos están dispuestos en una estructura en forma de panal. En la actualidad, la aplicación más interesante del BNh es la formación de heteroestructuras de van der Waals (vdW): pilas artificiales de capas de diferentes materiales. Recientemente, se han realizado progresos en la creación de defectos intrínsecos portadores de espín en BNh Estos defectos de espín se pueden emplear como sensores intrínsecos para detectar en el entorno circundante tensiones locales, presión, temperatura y campos magnéticos. El objetivo del proyecto BoNi-SENS, financiado con fondos europeos, es crear y manipular defectos de espín de manera determinista con pulsos de alta frecuencia, así como examinar el potencial de las heteroestructuras de vdW basadas en BNh para fabricar circuitos integrados cuánticos adecuados para aplicaciones prácticas.
Objetivo
The project idea is to implement a new quantum probe based on hexagonal boron nitride (hBN) containing spin defects to study the properties of artificially stacked two-dimensional (2D) materials and devices. The essential building blocks of such van der Waals (vdW) heterostructures are the quantum defects in hBN recently discovered by the PI and his team. These intrinsic lattice defects - negatively charged boron vacancies VB - can be optically spin-polarized and coherently manipulated, allowing the read-out of quantum information during the coherence time. Our experimental approach is based on coherent manipulation of the spin state using high-frequency pulse protocols, followed by optical readout to explore the adjacent environment, in particular by studying the local lattice strains, pressure, temperature and magnetic fields. The unique feature of hBN is its non-disturbing chemical and crystallographic compatibility with other vdW materials, which gains a new fundamental functionality with the embedded spin centres and allows sensing in heterostructures serving as a boundary itself. Optical readout will be extended by electrical control of spin and charge states, which is an unexplored area and a major step forward in the development of quantum applications of vdW heterostructures. We focus on i) the enhancement of VB emission and spin resonance contrast by coupling with plasmonic resonators to identify single defects never seen before, ii) the identification of the sources of spin decoherence of these defects, in particular the interaction with other electronic defects and hyperfine-coupled nuclear bath, and their bypassing, and iii) the exploration of semiconducting and magnetic heterostructures and electronic devices based on them. The project aims to establish 2D heterostructures as a flexible platform for new quantum applications based on the optical and electrical control of coherent states and mapping fluctuating external fields on the nanoscale.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural. La clasificación de este proyecto ha sido validada por su equipo.
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Palabras clave
Programa(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Régimen de financiación
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitución de acogida
97070 Wuerzburg
Alemania