Project R-7697

Nanoschaal Magnetic Resonance Imaging van individuele moleculen (Onderzoek)

De ontwikkeling van beeldvorming en sensing technologie is een revolutie in verschillende gebieden van de wetenschap en leidde tot de uitvinding van nieuwe technologieën in de vorige eeuwen. De stikstof-vacancy(NV) quantum spin center in diamant is een van de meest veelbelovende quantum systemen voor nanoschaal beeldvorming. In de voorgestelde PhD, worden de NV centra in diamant, enkele nanometers onder het diamantoppervlak vervaardigd, gebruikt als een atomaire schaal quantum sensor. De aanvrager ontwikkelt magnetische resonantie technieken die worden toegepast voor enkele moleculaire beeldvorming en voor het oplossen van de structuur van individuele moleculen. Deze technieken zijn niet storend en niet-invasief. Het nieuwe concept van de kwantum sensor is gebaseerd op de elektrische detectie van MR waarin de elektrische wervelstroom bij belichting wordt gedetecteerd, waardoor een hybride opto-elektrische inrichting ontstaat. De aanvrager zal dergelijke quantum chip ontwerpen en de functie ervan optimaliseren. De elektrische stroom maakt een 3-ordes van magnitude versnelde uitlezing mogelijk, waardoor moleculen en radicalen met zeer lage concentraties worden gedetecteerd in single-molecule-niveau. De aanvrager zal richtsnoeren ontwikkelen op basis van de pols MRI protocollen met als doel MR-gegevens voor de ruimtelijke afhankelijkheid van spin dichtheid te verwerven. Dit zal verder worden gebruikt voor een geavanceerd beeld analyse gebaseerd op de gedetecteerde signalen en kwantumfysische beschrijving van het systeem. Hierdoor zal de aanvrager streven naar een ruimtelijk oplosbare proton structuur in individuele moleculen zoals DNA en eiwitten. Het theoretische deel van het werk wordt uitgevoerd in Praag bij CTU en het praktische gedeelte aan de UHasselt.

01 februari 2017 - 31 december 2020