Project R-11760

Hybride spin-lading kwantumsystemen op basis van enkele puntdefecten in diamant: Gecombineerde theoretische en experimentele benadering (Onderzoek)

Individuele puntdefecten in diamantkristallen zoals NV en SiV behoren tot een belangrijke klasse van kwantumsystemen aangeduid als vaste-stof qubits, intensief bestudeerd in het gebied van de kwantum metrologie en de kwantum informatie wetenschap. De aanvragers ontwikkelden recent een nieuwe techniek, de fotoëlektrisch gedetecteerde spin resonanties in diamant, die belovend is voor de ontwikkeling van nieuwe kwantumcomponenten die gekoppeld kunnen worden met halfgeleider elektronica. De fotoëlektrische uitleesmethode is gebaseerd op ladingstransities in de individuele puntdefecten. Hierin verschilt de fotoëlektrische methode van de optische detectie. In dit voorstel willen deze metode gebruiken om een nieuw type qubit in diamant te realiseren, waarbij de transitie tussen verschillende ladingstoestanden van hetzelfde defect gebruikt wordt. Gecombineerd met de spin manipulaties kan dan een hybride kwantum systeem ontworpen worden. Dit voorstel is gebaseerd op de eerste resultaten die het uitlezen van de SiV ladingstoestand aantonen. Om het mechanisme van de ladingtoestand transities op te stellen zullen we gebruik maken van ab initio berekeningen. Hiermee bepalen we de energieposities van de ladingstoestanden in de bandkloof van diamant, de werkzame doorsnede voor fotoionisatie en uiteindelijk de coherentie van het elektron transport als functie van het externe veld.

01 januari 2021 - 31 december 2024