Opis projektu
Jak przekształcić defekty heksagonalnego azotku boru w zalety?
Jednoatomowa warstwa heksagonalnego azotku boru (hBN) ma grubość taką jak grafen. Nazywany jest on również „białym grafenem”, ponieważ ma układ atomów w kształcie plastra miodu i wydaje się przezroczysty. Obecnie najbardziej atrakcyjnym zastosowaniem hBN jest tworzenie heterostruktur van der Waalsa (vdW) – sztucznych stosów warstw z różnych materiałów. W ostatnim czasie dokonano postępu w tworzeniu spinowych defektów wewnętrznych w hBN. Takie defekty spinowe mogą być wykorzystane jako wewnętrzne czujniki do sondowania otaczającego środowiska pod kątem lokalnych odkształceń, ciśnienia, temperatury i pól magnetycznych. Finansowany ze środków UE projekt BoNi-SENS ma na celu deterministyczne tworzenie i manipulowanie defektami spinowymi za pomocą impulsów o wysokiej częstotliwości oraz zbadanie potencjału heterostruktur vdW opartych na hBN do produkcji kwantowych układów scalonych nadających się do praktycznych zastosowań.
Cel
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.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego. Klasyfikacja tego projektu została potwierdzona przez zespół projektowy.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego. Klasyfikacja tego projektu została potwierdzona przez zespół projektowy.
Słowa kluczowe
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstytucja przyjmująca
97070 Wuerzburg
Niemcy