Projektbeschreibung
Magnetische Resonanz im Einzelspinbereich
Die Magnetresonanzspektroskopie ist ein Werkzeug zur Untersuchung von Materialien, Molekülen und biologischen Systemen. Sie dient zur Untersuchung des Verhaltens von Atomkernen und ungepaarten Elektronen. Herkömmliche Methoden erfordern jedoch große Ensembles identischer Objekte, was die Auflösung bei inhomogenen Proben einschränkt. Vor diesem Hintergrund zielt das ERC-finanzierte Projekt ONESPIN darauf ab, Magnetresonanzuntersuchungen an einzelnen paramagnetischen Zentren durchzuführen. Mithilfe einer neuartigen, auf Fluoreszenz basierenden Detektionsmethode bei 10 mK mit Einzelmikrowellenphotonendetektoren werden die Forschenden die ersten Spektren von organischen Radikalen, Metallionen, Enzymen und katalytischen Zentren mit Einzelzentrumsauflösung einfangen. Das Projekt zielt außerdem auf die Kernspin-Bildgebung um einzelne Zentren und die Magnetresonanz-Bildgebung mit einer Auflösung von 10 nm ab und entwickelt dadurch bahnbrechende Techniken für die ultrahochauflösende Spektroskopie und molekulare Bildgebung.
Ziel
Magnetic resonance spectroscopy studies matter by probing the resonant frequencies and couplings of paramagnetic nuclei and unpaired electrons. It is a cornerstone of modern science, with numerous applications in condensed-matter physics, materials science, chemistry, biology, and medical imaging. A counterpart is low sensitivity. Conventional spectrometers need large numbers of identical objects to detect a signal. This is an issue for systems with inhomogeneous properties, since their ensemble linewidth is then larger than the linewidth of the individual objects, which limits spectral resolution.
The vision of ONESPIN is to apply magnetic resonance spectroscopy to individual objects, based on a new method recently developed in my laboratory. We detect individual electronic paramagnetic centers at 10mK by counting the fluorescence microwave photon emitted when they relax radiatively to the ground state, using a single-microwave-photon detector based on a superconducting qubit. The first project objective is to apply this fluorescence detection method to a large variety of individual paramagnetic centers (organic radicals, transition-metal-ion-containing molecules, enzymes, catalytic centers), which will yield the first single-center-resolved spectra on these systems. The second objective is high-resolution spectroscopy and imaging of the nuclear spins surrounding an individual paramagnetic center by combining hyperfine spectroscopy with fluorescence detection. We will obtain the first magnetic resonance images of individual molecules with single-nuclear-spin resolution, a long-standing dream of magnetic resonance. The third objective is magnetic resonance imaging with 10nm resolution of individual paramagnetic centers in a micron-scale sample by combining magnetic gradients with fluorescence detectionWe will develop new methodologies for single electron- and nuclear-spin magnetic resonance spectroscopy, using microwave photon counting at millikelvin temperatures.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
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Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
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HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2024-ADG
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75015 Paris
Frankreich
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.