Enkel-Atoom Diamant Kwantum Sonde: Proof-of-Principle Moleculaire Engineering Methodologie (R-7547)

De identificatie en kwantificatie van enkelvoudige moleculen en hun bijhorende conformatie hebben belangrijke chemische, fysische en biologische toepassingen. Operationele kwantum principes introduceren een nieuwe filosofie in het detecteren van objecten op de atomaire schaal door een niet-invasief interactie platform aan te bieden. Deze principes staan toe om de spin van enkelvoudige atomen of moleculen alsook hun elektrisch of magnetisch veld te bepalen, waarbij het niet nodig is om uit te middelen over grote ensembles. Via deze methode is het mogelijk om informatie te verkrijgen over kwantum correlaties tussen individuele objecten en inzichten in de bestudeerde materie, wat niet mogelijk is via klassieke methodes. De interesse om kleurcentra in diamant, bijv. stikstof of silicium, te gebruiken voor kwantum beeldvorming van objecten bestaande uit enkelvoudige atomen is sinds kort sterk toegenomen. Het is echter niet mogelijk om deze single-site kleurcentra op een controleerbare manier te introduceren in het diamant zonder dat er neveneffecten optreden, waarbij de relaxatie van het kristalrooster, de spin coherentie en bijhorende tijden T1 en T2 gereduceerd worden. De gebruikte implementatie technieken genereren inherent defecten en zijn gelimiteerd in hoeveelheid. CVD technologie laat het niet toe om point defects te controleren met atomische precisie. Wij willen kleur probes construeren via een nieuwe deterministische methode waarbij de kleurcentra in kleine diamant precursoren verwerkt worden namelijk, individuele kooien van diamantoïd moleculen. We onderzoeken ook enkelvoudige CVD diamant kristal engineering via moleculaire functionalisatie, CVD en overgroei met vooraf gedefinieerde centra, in plaats van tijdens de groei, om zo een ultieme spin controle te verwerven voor geavanceerde toepassingen

Trefwoorden:nano-diamond, nano-litography, quantum sensing

Disciplines:Keramische en glasmaterialen, Materialenwetenschappen en -techniek, Halfgeleidermaterialen