QC4EP
DNA-stabilisierte Metallquantencluster als Emitter verschränkter Photonen
Thema Basistechnologien für Quantentechnologien
Fördermaßnahme Wissenschaftliche Vorprojekte (WiVoPro)
Projektlaufzeit 01.09.2023 - 31.08.2026
Projektvolumen 599810
Förderquote zu 100,0 % durch das BMFTR gefördert
Doktorand T. Gäbler am Fraunhofer IOF, bei der Untersuchung einer fluoreszierenden Probe mithilfe einer Photonenpaarquelle.
Beschreibung
Motivation
Die anwendungsnahe Umsetzbarkeit photonischer Quantentechnologien hängt essenziell von einer effizienten Methode zur Erzeugung verschränkter Photonenpaare ab. Hierfür werden dringend neuartige Materialien gesucht, die über die bekannten nichtlinearen Kristallsysteme hinaus gehen. Solche neuartigen, nichtkristallinen Emitter könnten zu signifikanten Fortschritten im Bereich (bio-) chemischen Sensortechnik führen. Ein aussichtsreicher und innovativer Ansatz zur Erzeugung verschränkter Photonenpaare könnten DNA-stabilisierte Metallquantencluster (QC:DNA) sein, die eine hohe Photostabilität aufweisen und Fluoreszenzlicht im sichtbaren bis nahinfraroten Bereich mit einer Quanteneffizienz von nahezu 100 % emittieren.
Ziele und Vorgehen
Die Ziele dieses Projektes sind die Untersuchungen von DNA-stabilisierten Metallclustern hinsichtlich ihrer optisch nichtlinearen Eigenschaften sowie die Optimierung ihrer Emissionscharakteristik zum Zweck der (bio-) chemischen Sensorik und der Erzeugung verschränkter Photonen.
Innovation und Perspektiven
Die Erforschung von DNA-stabilisierten Metallclustern als Emitter verschränkter Photonen eröffnet innovative Möglichkeiten und hat das Potenzial, die Grenzen optischer Sensorsysteme zu erweitern. Durch die Auswertung emittierter verschränkter Photonen könnte störendes Hintergrundrauschen nahezu vollständig eliminiert werden. Dies würde zu einer drastischen Steigerung der Empfindlichkeit führen und hätte enormes Potenzial bei der intrazellulären Detektion von Krankheiten sowie für die Aufklärung metabolischer Prozesse. Darüber hinaus eröffnen sich eine Vielzahl von Anwendungsoptionen wie Quantenbildgebung, -kommunikation und -computern, sofern eine effiziente Erzeugung verschränkter Photonen möglich sein sollte.
Projektkoordination
Dr. Jürgen Meinhardt
Projektpartner
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