QMAT — Quantum Sensors for Physical Material Science
Das Projekt entwickelt ein Niedrigtemperatur- und Hochfeld-Rasterquantenmikroskop auf Basis von NV-Zentren-Quantensensoren zur Untersuchung lokaler Materialeigenschaften im 2D-Grenzbereich. Durch den Einsatz mehrerer und verschränkter NV-Zentren werden Empfindlichkeit, räumliche Auflösung und Frequenzbereich verbessert. Die Technologie ermöglicht erstmals die Visualisierung und Analyse der Wirbeldynamik in 2D-Supraleitern und schafft ein leistungsstarkes neues Werkzeug für die Erforschung von Quantenmaterialien.
Im Projekt wird eine Messplattform für Quantensensorik zur Materialanalyse bei sub-Kelvin-Temperaturen und hohen Magnetfeldern (bis zu 1 T) entwickelt. Ziel ist es, die spinbasierte Quantenmikroskopie, bei der einzelne oder wenige atomare Sensoren lokale magnetische und elektronische Eigenschaften von Materialien erfassen, auf extreme Messbedingungen auszuweiten. Dafür werden NV-Zentren in Diamant bei tiefen Temperaturen stabilisiert, ihre Kohärenzzeiten verbessert sowie Materialeigenschaften und Oberflächenbehandlungen optimiert, um zuverlässige, hochauflösende Messungen für die Materialwissenschaft zu ermöglichen.
Durch das Erreichen der genannten Ziele eröffnen sich neue Anwendungsfelder für Quantentechnologien durch die experimentelle Charakterisierung und theoretische Simulation neuartiger Materialien. Ziel ist es, ein neues Quantensensorik-Tool auf den Markt zu bringen, das entscheidende Beiträge zur Erforschung neuartiger Quantentechnologien leisten kann.
DAS TEAM
