Mikroskop für Einzel-Spin-Detektion
Final Report Abstract
Das Mikroskop für Einzel Spin Detektion wurde im Jahren 2013-2018 für zahlreiche Experimente auf dem Gebiet der Quantentechnologien eingesetzt, insbesondere für Quanten-Sensing und Quanteninformation. Das Gerät wurde in Projekten genutzt, die von der DFG ( FOR 1493), der VolkswagenStiftung und der EU (Horizon 2020, ERC) gefördert sind. Die Verwendung der Mittel ist ausschließlich für Grundlagenforschung und nicht für Auftragsforschung erfolgt. Unser Team war in der Lage, ultrasensitive NMR-Experimente zu realisieren, die durch einfarbige Zentren ermöglicht wurden. Dazu gehören NMR und EPR-Experimente mit Einzelspinnempfindlichkeit, ein neuer Ansatz für die Diamantsensorik mit Quantenfehlerkorrektur und hochauflösende Quantensensorik. Alle Experimente wurden mit dem Single Spin Mikroskop durchgeführt. Die Kombination aus konfokalem/AFM-Mikroskop ermöglichte es, NV-Zentren in Diamant-Nanokristallen zu charakterisieren.
Publications
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(2013). "Detecting and Polarizing Nuclear Spins with Double Resonance on a Single Electron Spin.” Physical Review Letters 111(6)
London, P., J. Scheuer, J. M. Cai, I. Schwarz, A. Retzker, M. B. Plenio, M. Katagiri, T. Teraji, S. Koizumi, J. Isoya, R. Fischer, L. P. McGuinness, B. Naydenov and F. Jelezko
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(2013). "Detection of a Few Metallo-Protein Molecules Using Color Centers in Nanodiamonds." Nano Letters 13(7): 3305-3309
Ermakova, A., G. Pramanik, J. M. Cai, G. Algara-Siller, U. Kaiser, T. Weil, Y. K. Tzeng, H. C. Chang, L. P. McGuinness, M. B. Plenio, B. Naydenov and F. Jelezko
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(2014). "Multiple intrinsically identical single-photon emitters in the solid state." Nature Communications 5
Rogers, L. J., K. D. Jahnke, T. Teraji, L. Marseglia, C. Muller, B. Naydenov, H. Schauffert, C. Kranz, J. Isoya, L. P. McGuinness and F. Jelezko
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Nuclear magnetic resonance spectroscopy with single spin sensitivity. Nature Communications, 2014. 5
Muller, C., X. Kong, J.M. Cai, K. Melentijevic, A. Stacey, M. Markham, D. Twitchen, J. Isoya, S. Pezzagna, J. Meijer, J.F. Du, M.B. Plenio, B. Naydenov, L.P. McGuinness, and F. Jelezko
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Nuclear magnetic resonance spectroscopy with single spin sensitivity. Nature Communications, 2014. 5
Muller, C., X. Kong, J.M. Cai, K. Melentijevic, A. Stacey, M. Markham, D. Twitchen, J. Isoya, S. Pezzagna, J. Meijer, J.F. Du, M.B. Plenio, B. Naydenov, L.P. McGuinness, and F. Jelezko
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Fluorescent Nanodiamond-Gold Hybrid Particles for Multimodal Optical and Electron Microscopy Cellular Imaging. Nano Letters, 2016. 16(10): p. 6236-6244
Liu, W.N., B. Naydenov, S. Chakrabortty, B. Wuensch, K. Hubner, S. Ritz, H. Colfen, H. Barth, K. Koynov, H.Y. Qi, R. Leiter, R. Reuter, J. Wrachtrup, F. Boldt, J. Scheuer, U. Kaiser, M. Sison, T. Lasser, P. Tinnefeld, F. Jelezko, P. Walther, Y.Z. Wu, and T. Weil
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Nanodiamonds carrying silicon-vacancy quantum emitters with almost lifetime-limited linewidths New Journal of Physics, 2016. 18
Jantzen, U., A.B. Kurz, D.S. Rudnicki, C. Schafermeier, K.D. Jahnke, U.L. Andersen, V.A. Davydov, V.N. Agafonov, A. Kubanek, L.J. Rogers, and F. Jelezko
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Quantum Metrology Enhanced by Repetitive Quantum Error Correction. Physical Review Letters, 2016. 116(23)
Unden, T., P. Balasubramanian, D. Louzon, Y. Vinkler, M.B. Plenio, M. Markham, D. Twitchen, A. Stacey, I. Lovchinsky, A.O. Sushkov, M.D. Lukin, A. Retzker, B. Naydenov, L.P. McGuinness, and F. Jelezko
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(2017). "Silicon-Vacancy Spin Qubit in Diamond: A Quantum Memory Exceeding 10 ms with Single-Shot State Readout." Physical Review Letters 119(22)
Sukachev, D. D., A. Sipahigil, C. T. Nguyen, M. K. Bhaskar, R. E. Evans, F. Jelezko and M. D. Lukin
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(2017). "Submillihertz magnetic spectroscopy performed with a nanoscale quantum sensor." Science 356(6340): 832-836
Schmitt, S., T. Gefen, F. M. Sturner, T. Unden, G. Wolff, C. Muller, J. Scheuer, B. Naydenov, M. Markham, S. Pezzagna, J. Meijer, I. Schwarz, M. B. Plenio, A. Retzker, L. P. McGuinness and F. Jelezko
