Project R-13269
Titel
Elektrisch uitgelezen verstrengelde diamant spin qubits (Onderzoek)
Abstract
Nitrogen-vacancy (NV) centra in diamant kunnen een schaalbaar,
kamertemperatuur alternatief bieden voor de cryogene
supergeleidende qubits in de ontwikkeling van kwantumapplicaties.
De recente PDMR uitleestechniek is gebaseerd op de creatie van
elektron-gat paren door de NV centra en staat toe de grootte van het
meetsysteem te reduceren. De ladingsdragers worden
getransporteerd doorheen de diamant en een analoge fotostroom
wordt gedetecteerd. Dit voorgesteld project heeft als doel de
standaard kwantumlimiet (SQL) te bereiken, via HEMT of single
electron transistoren die elektronen tellen en de sensitiviteit van
kwantumapplicaties kunnen verhogen. Als elektronen/ gaten vrij
kunnen bewegen (ballistisch transport) naar de collectie-elektrode,
kan worden nagegaan of het NV centrum een single electron source
is met de tweede orde correlatiefunctie.
Het nut van SQL PDMR zal worden bestudeerd in
kwantumapplicaties gebaseerd op dipoolverstrengeling. De
zuiverheid van de diamant moet worden geoptimaliseerd met
defectspectroscopie op het niveau van enkelvoudige defecten en de
NV fabricatie moet zo deterministisch mogelijk zijn. Quantum controls
moeten worden gemaakt op het diamantoppervlak voor operatie op
lage (∼100 nm pitch) en kamertemperatuur (∼20 nm pitch),
geoptimaliseerd voor crosstalk en microgolf-geïnduceerde ruis. Door
de temperatuur te variëren van 1,5 K tot kamertemperatuur, zal de
limiet voor SQL en ballistische operatie van een enkel NV centrum
worden bepaald.
Periode
01 november 2022 - 31 oktober 2026