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Atomic scale coherent manipulation of the electron spin in semiconductors

Descrizione del progetto

Ampliare la comprensione dello spin degli elettroni nei semiconduttori

La ricerca sperimentale recente si è concentrata sull’implementazione dei qubit in vari sistemi fisici, grazie alla scoperta di difetti puntiformi otticamente attivi in materiali bidimensionali (2D) che fungono da sorgenti di fotoni singoli. Questi materiali mostrano emissioni ottiche dipendenti dallo spin, il che li rende ottimi candidati per le interfacce spin-fotone. Inoltre, i progressi nelle tecniche con sonde locali hanno migliorato la rilevazione della risonanza magnetica in singoli spin atomici e agevolato la manipolazione dei difetti puntiformi nei semiconduttori 2D. Il progetto OneSPIN, finanziato dal CER, studierà i singoli spin elettronici localizzati in centri puntiformi nei semiconduttori 2D e ne progetterà l’ambiente atomico. Il progetto è volto a sviluppare approcci innovativi utilizzando singolari tecniche di microscopia a scansione per effetto tunnel, al fine di superare le limitazioni e le difficoltà attuali e deducendo al contempo nuovi approfondimenti di rilievo.

Obiettivo

Currently, a great deal of experimental research is dedicated to implement qubits on a wide variety of physical systems. In the last decade researchers have observed optically-active point-defects in 2D materials which serve as single photon sources and present spin-dependent optical emission, making them promising spin-photon interfaces. In parallel, new local probe techniques have been developed to detect magnetic resonance on single atomic spins, and more recently to demonstrate controlled charging and positioning of point-centres in 2D semiconductors. OneSPIN lies at the junction of these very active fields. Inspired by the opportunity that these recent findings bring, I propose to coherently probe single electronic spins localized at point-centres in 2D semiconductors and to engineer their atomic environment. The ultimate goal of this proposal is the demonstration of long spin coherence times for quantum information applications.

To achieve this ambitious goal, I will develop a novel approach based on a unique scanning tunnelling microscopy technique which allows for the engineering, excitation and optical detection of single spin resonance. This approach provides a solution to the current lack of tools capable of simultaneously recording the atomic and electronic structure of defects, their optoelectronic response, and the coherence properties of their spins. Using this tool, it will be possible to not only determine the role of the environment on spin coherence, but also to engineer it by deterministically moving localization centres over the surface, creating tailored ensembles of localized spin states. I will use 2D semiconductors which, being chemically stable and “all surface”, are systems which can naturally be addressed, manipulated and engineered using local probe techniques. OneSPIN has the potential to open new opportunities in the fields of material science, quantum information and semiconductor-based quantum technologies.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2022-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

ECOLE POLYTECHNIQUE
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 1 913 122,50
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 1 913 122,50

Beneficiari (1)

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