Siliziumkarbid und epitaktisches Graphen: die Licht/Materie Schnittstelle

Untersuchungen von Farbzentren im elektrischen Feld

Wir arbeiten seit vielen Jahren mit dem Halbleitermaterial Siliziumkarbid (SiC) und mit epitaktischem Graphen als atomar dünnes Metall auf seiner Oberfläche. Dieses Materialsystem hat ideale Eigenschaften, um konzeptionell neue Schnittstellen zwischen Licht und Materie zu ermöglichen. Beispiele für die Fragestellungen an denen wir arbeiten sind: Können wir Bauelemente für eine Licht-getriebene Elektronik entwickeln? Können wir effiziente Bauelemente für den Terahertz (THz)-Spektralbereich entwickeln? Können wir einzelne Punktdefekte in SiC für die Quantenkommunikation und für die Quantensensorik nutzbar machen? Können wir SiC zur Technologieplattform für Quantentechnologien weiter entwickeln?

Projekte

Einzelne Farbzentren in Siliziumkarbid: elektrooptischer Zugang mittels epitaktischem Graphen

Unser Vorhaben ist die gleichzeitige elektrische und optische Charakterisierung von Farbzentren (insbesondere intrinsischer Defekte) in Siliziumkarbid (SiC). Für deren Herstellung wird die Methode der Ionenimplantation in Kombination mit optimierten Ausheilprozessen entwickelt. Sie erlaubt kleinste Störstellenkonzentrationen nahe der SiC (0001) Oberfläche, so dass der Zugriff auf einzelne Defekte möglich wird. Diese (0001) Oberfläche wird mit epitaktisch aufg…

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Punktdefekte in Silizium-Karbid: Auf dem Weg zur Kopplung von Licht, Spin und mechanischen Freiheitsgraden in einer Plattform (B03)

Einzelne Punktdefekte in Festkörpern stellen stabile Quantensysteme dar, die oft kohärente Elektronenspins aufweisen und einzelne Photonen emittieren. Punktdefekte in Silizium-Karbid kombinieren diese Vorteile mit einer technologisch ausgereiften Halbleiterplattform. Trotzdem führt die Festkörperumgebung zu einer signifikanten Streuung der Übergangsfrequenzen individueller Defekte und verhindert meist die Beobachtung kooperativer Effekte. Wir arbeiten an dieser Herausforderung, sowohl experimentell als …

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QuMeCo: Quantum Measurement and Control for the enablement of quantum computing and quantum sensing

Beteiligte Wissenschaftler

Publikationen