Quantensysteme Logo
Projekt beendet

epiNV

Epitaktische Nitrid-Leuchtdioden für hochintegrierte NV-basierte Quantensensorik

Thema Quantensensorik und -messtechnik

Fördermaßnahme Wissenschaftliche Vorprojekte (WiVoPro)

Projektlaufzeit 01.04.2021 - 30.06.2025

Projektvolumen 263323

Förderquote zu 100,0 % durch das BMFTR gefördert

C. Hohmann (MCQST) / L. Todenhagen (TUM)

Diamanten mit NV-Zentren leuchten rot, wenn sie optisch angeregt werden.

Beschreibung

Motivation

Farbzentren in Halbleitern bzw. Isolatoren sind ideale Objekte für eine ganze Reihe von Quantenanwendungen. Das Paradebeispiel ist der Stickstoff-Leerstellen-Komplex im Diamant, das sogenannte NV-Zentrum. Es wird unter anderem zur Messung von Magnetfeldern, Strömen und Temperaturen eingesetzt. Viele dieser Messungen erlauben eine Bildgebung mit Auflösungen bis in den Bereich weniger Nanometer. Jedoch muss für solche Experimente ein nicht geringer apparativer Aufwand getrieben werden: Die NV-Zentren müssen optisch angeregt werden, wozu meist ein Laser zusammen mit einem raumgreifenden Mikroskop-Objektiv verwendet wird. Problematisch für eine Anwendung dieser Quantentechnologie außerhalb des wissenschaftlichen Labors ist, dass diese optischen Aufbauten daher vergleichsweise groß sind und zeitaufwendig justiert werden müssen.

Ziele und Vorgehen

Ziel des Projektes epiNV ist es, eine monolithisch integrierte – d.h. eine direkt mit dem Substrat verbundene – Lichtquelle zu entwickeln, sodass solch aufwendige Optiken entfallen können und eine Justage nicht mehr notwendig ist. Diese Lichtquellen sollen wie die kommerziell erhältlichen blauen und grünen Leuchtdioden und Laser aus Indium-Gallium-Nitrid- Heterostrukturen hergestellt werden, allerdings mit dem Unterschied, dass die hier zu entwickelnden Lichtquellen direkt mittels sogenannter Epitaxie auf den Diamantsubstraten aufgewachsen werden. Dies ist technologisch eine große Herausforderung, da die Kristallgitter dieser beiden Materialien sehr unterschiedlich sind.

Innovation und Perspektiven

Die erfolgreiche Umsetzung des Projektes könnte zu einer erheblichen Reduktion der Größe NV-basierter Sensoren führen und eine breite und auch kostengünstige Anwendung dieser modernen Quantentechnologie ermöglichen.

Projektkoordination

Prof. Dr. Martin Brandt

E-Mail: brandt@wsi.tum.de

Weitere Infos
Projektsteckbrief

Weitere Projekte dieser Fördermaßnahme

2DEALAS

Projektlaufzeit: -

ADOC

Projektlaufzeit: -

ALP-4-SiC

Projektlaufzeit: -

ActiNode

Projektlaufzeit: -

AeRa-Digital

Projektlaufzeit: -

AmbientKQE

Projektlaufzeit: -

C-MEOW

Projektlaufzeit: -

CE‐REX

Projektlaufzeit: -

CoLuM

Projektlaufzeit: -

CryoSoQ

Projektlaufzeit: -

DIGI‐VIEW

Projektlaufzeit: -

ED-VECSEL

Projektlaufzeit: -

EMDeN

Projektlaufzeit: -

EvaDetekt

Projektlaufzeit: -

FUMOS

Projektlaufzeit: -

FuNaPlas

Projektlaufzeit: -

GETNAB

Projektlaufzeit: -

GFORLASER

Projektlaufzeit: -

GISC

Projektlaufzeit: -

GRIN 2.0

Projektlaufzeit: -

HINODE

Projektlaufzeit: -

HoChSEE

Projektlaufzeit: -

Intelli-Las

Projektlaufzeit: -

KonneQt

Projektlaufzeit: -

LED-ETT

Projektlaufzeit: -

LINOBUS

Projektlaufzeit: -

MELODIS

Projektlaufzeit: -

MESSIC

Projektlaufzeit: -

MINOSENS

Projektlaufzeit: -

MIR-VCSEL

Projektlaufzeit: -

MesSi

Projektlaufzeit: -

MiLaQu

Projektlaufzeit: -

Nanopod

Projektlaufzeit: -

NbNanoQ

Projektlaufzeit: -

NewLife

Projektlaufzeit: -

OMiAS

Projektlaufzeit: -

ORION

Projektlaufzeit: -

OptoGaN

Projektlaufzeit: -

OptoMEMS

Projektlaufzeit: -

PLEKTRON

Projektlaufzeit: -

PhasTA

Projektlaufzeit: -

PhaseAdaptS

Projektlaufzeit: -

PhotoDynaLysis

Projektlaufzeit: -

PhotoPerM

Projektlaufzeit: -

PumpHEL

Projektlaufzeit: -

Q-CARDS

Projektlaufzeit: -

QC4EP

Projektlaufzeit: -

QLaser‐A

Projektlaufzeit: -

QSi2V

Projektlaufzeit: -

QUBIS

Projektlaufzeit: -

QVac

Projektlaufzeit: -

QWeld

Projektlaufzeit: -

QuMa2

Projektlaufzeit: -

QuSel

Projektlaufzeit: -

QuanTEAM

Projektlaufzeit: -

QuantumGyro

Projektlaufzeit: -

QuoAlA

Projektlaufzeit: -

SAEQS

Projektlaufzeit: -

SEM

Projektlaufzeit: -

SEMPA-Track

Projektlaufzeit: -

SPINCAV

Projektlaufzeit: -

SPOTLITE

Projektlaufzeit: -

SQCAM

Projektlaufzeit: -

SilQchip

Projektlaufzeit: -

Smart-Beam

Projektlaufzeit: -

TUNARR

Projektlaufzeit: -

U-dQPI

Projektlaufzeit: -

UKP-glass2met

Projektlaufzeit: -

UV-KrisP

Projektlaufzeit: -

UltraLOQ

Projektlaufzeit: -

VIOLET

Projektlaufzeit: -

VorZuQ

Projektlaufzeit: -

WelStaMu

Projektlaufzeit: -

ZIPlaK

Projektlaufzeit: -

e-BRDF

Projektlaufzeit: -

miniLicht

Projektlaufzeit: -