Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Diamanten unter Strom: Basler Physiker auf der Spur der Quanteninformation

19.11.2013
Physiker der Universität Basel sind anhand von winzig kleinen Diamant-Kristallen auf neue Möglichkeiten der Quanteninformation gestossen

In einzelnen Diamanten von nur wenigen Nanometern konnten sie Fehlstellen im Kohlenstoffgitter nachweisen – indem sie dort unter bestimmten Bedingungen einen elektrischen Strom entdeckten. Ihre Ergebnisse wurden in der Wissenschaftszeitschrift «Nano-Letters» online veröffentlicht.


Rastertunnelmikroskopie-Bild der Oberfläche von Nanodiamanten.

Das Team der Universität Basel und des Deutsch-Französischen Forschungsinstituts St. Louis (ISL) untersuchte Diamantkristalle von einer Grösse von lediglich fünf Nanometern – fünf Millionstel Millimetern – mit dem Rastertunnel- und dem Rasterkraftmikroskop.

Die Physiker bestimmten darauf die atomare Struktur der Oberfläche und beobachteten sowohl kristalline, sechseckige Kohlenstoff-Facetten wie auch graphitartige Rekonstruktionen. Dabei entdeckten sie bei bestimmten Spannungen einen elektrischen Strom, der beim Einstrahlen von grünem Licht entsteht.

Dieser zusätzliche Strom hängt mit dem Vorkommen von Verunreinigungen des reinen Kohlenstoffgitters des Diamanten zusammen, sogenannter Stickstoff-Fehlstellen-Zentren (NV-Zentren), die optisch aktiv sind. Solche Defekte sind viel versprechende Kandidaten für einen Einsatz in zukünftigen Quanteninformationssystemen, Spin-Magnetometrie-Sensoren und Einzelphotonenquellen. Ihr Nachweis im Bereich von weniger als 10 Nanometern wäre mit herkömmlichen optischen Verfahren sehr schwierig gewesen, weshalb die Physiker mehrere Methoden kombinierten.

«Mit unserer Studie konnten wir zeigen, dass es möglich ist, die Anwesenheit von optischen Zentren in einzelnen Nanodiamanten mit einer hohen Auflösung nachzuweisen», sagt Prof. Ernst Meyer vom Departement Physik der Universität Basel. Die Anwendung von NV-Zentren könnte etwa in Quantencomputern liegen, die wesentlich effizienter arbeiten als herkömmliche Computer.

Originalbeitrag
Rémy Pawlak, Thilo Glatzel, Vincent Pichot, Loïc Schmidlin, Shigeki Kawai, Sweetlana Fremy, Denis Spitzer and Ernst Meyer
Local Detection of Nitrogen-Vacancy Centers in a Nanodiamond Monolayer
Nano Lett. 2013 Oct 24, Epub ahead of print | DOI: 10.1021/nl402243s (2013)
Weitere Auskünfte
Prof. Dr. Ernst Meyer, Departement für Physik der Universität Basel, Tel. +41 61 267 37 24. E- Mail: ernst.meyer@unibas.ch
Weitere Informationen:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24144018 - Abstract

Christoph Dieffenbacher | Universität Basel
Weitere Informationen:
http://www.unibas.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Individualisierte Faserkomponenten für den Weltmarkt
22.06.2017 | Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)

nachricht Innovative High Power LED Light Engine für den UV Bereich
22.06.2017 | Omicron - Laserage Laserprodukte GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Im Focus: Forscher entschlüsseln erstmals intaktes Virus atomgenau mit Röntgenlaser

Bahnbrechende Untersuchungsmethode beschleunigt Proteinanalyse um ein Vielfaches

Ein internationales Forscherteam hat erstmals mit einem Röntgenlaser die atomgenaue Struktur eines intakten Viruspartikels entschlüsselt. Die verwendete...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

Forschung zu Stressbewältigung wird diskutiert

21.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Individualisierte Faserkomponenten für den Weltmarkt

22.06.2017 | Physik Astronomie

Evolutionsbiologie: Wie die Zellen zu ihren Kraftwerken kamen

22.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Spinflüssigkeiten – zurück zu den Anfängen

22.06.2017 | Physik Astronomie