Tilbake til søkeresultatene

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek

QUantum emitters in semiconductors for future TEchnologies

Alternativ tittel: Punktdefekter i halvledere for kvanteteknologi

Tildelt: kr 12,3 mill.

Kvanteteknologi er anvendelsen av kvantemekaniske prinsipper I tekniske anvendelser og har opplevd en massiv interesse de senere år. Kvanteteknologi kan brukes i alt fra kommunikasjon, kryptografi og sensorer, men det er kanskje kvantedatamaskinen som har fått mest oppmerksomhet. Dagens kvanteteknologi ofte bygget på superledere, men disse må operere på svært lave temperaturer (typisk millikelvin), ekstremt stabile plattformer og er vanskelig på skalere i forhold til den moderne transistoren. I senere tid har punktdefekter i halvledere blitt foreslått som en alternativ plattform for kvanteteknologi, siden den potensielt kan opereres på romtemperatur, er egnet or sensorer på nanoskala, og kan brukes som en-fotonkilde. Nettopp en-fotonkilder er viktige i mange kvanteteknologiske anvendelser og en styrke for punktdefekt-plattformen, og er et fagfelt som det forskes mye på for tiden, spesielt etter at man fant slike en-fotonkilder i silisiumkarbid og nylig i silisium, to materialer som produsentene kjenner godt til og som egner seg veldig godt til skalering. For virkelig å kunne utnytte slike punktdefekter må vi kunne identifisere aktuelle kandidater, kunne kontrollere dem elektrisk, kunne manipulere spin og emisjon, og kunne integrere dem i ulike komponenter. Dette er tema som QuTe prosjektet vil undersøke.

Quantum technology (QT) promises massive impacts on fields ranging from communication and cryptography to sensing and computing. Point defects in semiconductors are among the promising platforms to deploy quantum technology and are the subject of an immense international research interest, offering a wafer platform suitable for scaling, miniaturization and room temperature operation. Essential to many point defect based QT components is the single photon emitter, and a deeper understanding of how an ideal SPS functions and interacts with its environment will have a profound impact. The QuTe project explores several underdeveloped topics of point defects in silicon and silicon carbide for QT applications, and involves identification of new SPEs, charge state identification and control, and manipulation and tuning of the emission wavelength, as well as theoretical modeling. The overarching research questions in the QuTe project are: i) What are the origins of the single photon emission signatures observed in Si and SiC, and in what charge state do they act as SPE? ii) how can SPEs be manipulated to tune the emission wavelength, e.g. to obtain indistinguishable photons ? iii) can we employ quantum chemical calculations to reveal more information about the absorption and emission from SPEs, including time dependent information? To address these questions, we will employ electro-optical defect characterization, ion implantation, nano-structuring of semiconductor materials and advanced theoretical modeling to develop the understanding and controlled manipulations of the SPEs. In particular, the defect identifications will be a foundational task for the project. With this we hope to accelerate the process of utilizing point defects in semiconductors as building blocks for quantum technology, and we believe that QuTe will greatly enhance the visibility for QT in Norway, which is strategically important and well synchronized with the dawn of the global quantum era.

Budsjettformål:

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek