Quantensensorik und Information

Das Bannerbild zeigt einen Einzelmolekül-Quantensensor auf einer Rastersondenspitze, der elektrische und magnetische Felder mit subatomarer räumlicher Auflösung messen kann.

Über

Wir verwenden Rastersondenmikroskope (SPM) in Kombination mit Elektronenspinresonanz (ESR), um künstliche Nanostrukturen mit maßgeschneiderten Quantenzuständen auf Oberflächen und Rastersondenspitzen für Quanteninformation, -sensorik und -simulation im atomaren Maßstab herzustellen und zu nutzen.

Forschungsthemen

  • Millikelvin STM mit magnetischer Kühlung
  • Kohärente Kontrolle einzelner Spins
  • Quantensensorik im atomaren Maßstab
  • Analoge Quantensimulation auf Oberflächen

Kontakt

Dr. Taner Esat

PGI-3

Gebäude 02.4w / Raum 301

+49 2461/61-2317

E-Mail

Mitglieder

Dr. Sufyan ShehadaPostdoc at Peter Grünberg Institute (PGI-3) Gebäude 02.4w / Raum 329+49 2461/61-4131
Jeongmin OhPhD student at Peter Grünberg Institute (PGI-3) Gebäude 02.4w / Raum 128+49 2461/61-6313

Forschung

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Kohärente Kontrolle einzelner Spins

Auf der Suche nach neuen Architekturen für die Quanteninformationsverarbeitung untersuchen wir Spin-Qubits mit Hilfe der Rastersondenmikroskopie in Kombination mit der Elektronenspinresonanz.

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Quantensensorik im atomaren Maßstab

Wir nutzen die Manipulationsmöglichkeiten von Rastersondenmikroskopen, um molekulare Quantensensoren an den Sondenspitzen herzustellen, die die winzigen elektrischen und magnetischen Felder von Quantensystemen auf atomarer Ebene erfassen.

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Analoge Quantensimulation auf Oberflächen

Wir untersuchen wechselwirkende Vielteilchen-Quantensysteme mit Hilfe von Standard-Spektroskopie-Detektionsverfahren und durch die Konstruktion kontrollierbarer Quantensysteme aus einzelnen Atomen und Molekülen auf Oberflächen als Plattform für die analoge Simulation der Vielteilchen-Systeme.

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Millikelvin STM mit magnetischer Kühlung

Wir haben kürzlich ein Ultrahochvakuum-Rastertunnelmikroskop entwickelt, das eine Basistemperatur von 0,03 Kelvin erreicht. Das STM arbeitet mit adiabatischer Entmagnetisierungskühlung (ADR).

Publikationen
  • T. Esat, D. Borodin, J. Oh, A. J. Heinrich, F. S. Tautz, Y. Bae, and R. Temirov, “A quantum sensor for atomic-scale electric and magnetic fields”, Nature Nanotechnology 19, 1466–1471 (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-024-01724-z
  • T. Esat, X. Yang, F. Mustafayev, H. Soltner, F. S. Tautz, and R. Temirov, “Determining the temperature of a millikelvin scanning tunnelling microscope junction”, Communications Physics 6, 81 (2023). https://doi.org/10.1038/s42005-023-01201-4

Letzte Änderung: 01.08.2025
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