Quantentechnologie

Die weltweiten Fortschritte in der Quantentechnologie lassen erste breitere Anwendungen in allernächster Zukunft realistisch erscheinen. Das IIM beschäftigt sich mit der Materialforschung an Plattformen für Qubits. Insbesondere Qubits, die auf Defekten in Halbeitern (z. B. Si, SiC etc.) oder 2D Materialen (z. B. hBN) basieren, können kontrolliert und gezielt durch Ionenimplantation erzeugt werden. Damit sollen sowohl spin-basierte Qubits als auch Systeme zur Emission von einzelnen bzw. verschränkten Photonen untersucht werden, vorrangig integriert auf Silizium-Substraten (CMOS-kompatibel) und bei Telekom-Wellenlängen. Die Kopplung elektronischer, optischer, magnetischer sowie nanomechanischer Elemente zu hybri­den Quantensystemen wird ein zentraler Schlüssel zur Adressierung und Kontrolle von Qubits in komplexeren Systemen und deren Ankopplung an bereits bestehende elektronische und photonische Kerntechnologien.

Im Bereich der Quantensensorik beschäftigen wir uns mit der hoch­empfindlichen Abbildung (imaging) magnetischer Strukturen in Festkörpern (z. B. Domänenwände, Skyrmionen), aber auch mit der Detektion von Magnetfeldern in biologischen Systemen. Darüber hinaus lassen diese Quantensensoren sich in opto-elektronische Schaltungen bzw. Nanostrukturen integrieren, was schnelle Magnetfeld-, Strom- und Temperaturmessung mit hoher Empfindlichkeit unter extremen Betriebsbedingungen mit potenziellen Anwendungen in der Industrie ermöglicht.

Beteiligte Abteilungen/Gruppen des Instituts