nm 크기의 공간분해능 구현이 가능한 고민감도 다이아몬드 NV 센터를 이용해 다양한 크기(nm~mm)의 타겟을 대상으로 양자자기이미징 기술을 개발하고자 함- 자기이미징 공간분해능: 20 nm~50nm 이하 (자기민감도 1 uT(rms) 이하)- 부피자기장민감도: 30 nT·㎛1.5/Hz0.5 이하 (공간분해능 1 ㎛ 이하)- 센서 HW 모듈 : 자기장 감도...
나노미터 수준에서 표준양자한계를 뛰어넘을 수 있는 다이아몬드 NV 센터 기반 최첨단 양자센싱 및 이미징 기술 개발최종목표 : 다중 큐비트 기반의 양자센싱 및 이미징 핵심 기술 개발세부목표 : 다중 큐비트 양자센싱 통한 표준양자한계 극복나노미터 분해능의 양자 자기장 이미징 다이아몬드 나노구조체 제작 및 표면 잡음 제어효과적이고 실질적인 중장기 국제협력기반 ...
본 과제에서는 높은 분해능으로 전류 분포를 이미징할 수 있는 single spin scanning magnetometer를 이용하여 그래핀 소자 내 전자의 이동 경로를 시각화하고 transport regime에 따른 동역학적 특성 변화를 연구하고자 한다. “electron optics” 분야의 대표적인 예중의 하나인 Veselago lensing 현상을 최초로 시각화하고자 한다. Static한 전류 분포 이미징 뿐만 아니라 GHz 대역의 T1 측정을 통해 ballistic regime에서만 Veselago lensing이 관찰됨을 확인하고자 한다.
실험에 사용되는 다이아몬드 NV 센터 기반의 single spin scanning magnetometer는 전류에 의해 발생하는 Oersted magnetic field를 수십 나노미터 분해능과 1초당 μT 이하의 자기장 민감도로 측정이 가능한 실험 방법이다. 또한, 스핀 큐비트인 NV 센터를 이용하면 GHz 영역대의 전류 잡음도 측정할 수 있다. 연구진은 선행연구를 통해 그래핀 Point Contact 소자에서 전류 흐름을 이미징한 노하우를 갖고 있다. 본 과제를 통해 이를 동역학 연구로 확대, 발전시켜 심도있는 연구를 진행하고자 한다.
다이아몬드 결함 기반 이중 큐비트를 이용한 상온 양자컴퓨팅 기술 연구
- 상온에서 NV 센터 - 핵스핀, NV 센터 - NV 센터 큐비트 쌍 생성 및 제어
- Programmable multi-pulse control이 가능한 회로 및 프로그램 제작
- Quantum tomography, two-qubits gate fidelity 측정 및 성능 비교 분석
전자스핀-핵스핀 이중 큐비트 연구
- 수 나노미터 이내, 수 - 수십 MHz 커플링의 큐비트 쌍 생성
- CW gate와 dynamical decoupling을 접목하여 잡음을 최소화하고 스핀 결잃음을
보호하는 기술 개발
- 마이크로파, RF파의 진폭, 위상, 모양 등을 자유롭게 제어하고 큐비트 신호를
최대화하는 양자 최적화 기술 개발
전자스핀-전자스핀 이중 큐비트 연구
- 질소 분자 주입 방법을 통한 근거리 큐비트 쌍 생성
- 수십 나노미터 이내, 수십 - 수백 kHz 커플링의 큐비트 쌍 생성
- AC 전기장을 이용하여 스핀 상태를 제어하고 결맞음 시간을 연장하는 기술 개발
- 양자메모리 기술을 응용하여 전자스핀의 결맞음 시간을 연장하는 기술 개발