Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) f?rdert die neue Nachwuchsforschungsgruppe ?Integrierte Quantensysteme“ der Friedrich-Schiller-Universit?t Jena mit gut 3,3 Millionen Euro für die Dauer von fünf Jahren, hat das BMBF jetzt mitgeteilt. Die Gruppe aus fünf Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern nimmt umgehend die Arbeit auf. Ihre Aufgabe ist es, die Alltagstauglichkeit moderner Quantentechnologien zu erproben und nachzuweisen. ?Wir werden neue Wege gehen, um Laboraufbauten in eine Alltagstech?nologie zu transformieren“, umrei?t Dr. Tobias Vogl das Ziel der Arbeitsgruppe. Der 30-j?h?rige Wissenschaftler vom Institut für Angewandte Physik der Universit?t Jena leitet die neue Nachwuchsgruppe. ?Als besonders vielversprechend sch?tzen wir die Kombination aus Fest?k?rperphotonik und Quantenmate?rialien ein“, sagt Tobias Vogl. In der neuen Gruppe sollen besonders die Eigenschaften und Anwendungsm?glichkeiten von Bornitrid erforscht werden. Dieser Bor-Stickstoff-Verbund ist ein Nichtleiter, der fluoreszierende Defekte ausbilden kann, die bei Laserbestrahlung einzelne Photonen emittieren. Die verwendeten Kristalle dieses Materials sind typischerweise zwi?schen fünf und 20 Nanometer stark.

Kompakte Sensoren mit h?herer Pr?zision sind eines der Ziele

Die potenziellen Anwendungen der neuen Quantentechnologien sind vielf?ltig. Tobias Vogl spricht etwa von Sensoren, die deutlich kompakter als herk?mmliche sein werden und dabei noch wesentlich pr?ziser. Anders als bei vergleichbaren Quantentechnologien werden die neuen Systeme ohne aufw?ndige Kühlanlagen auskommen, sie funktionieren bei Raumtem?peratur. Zum Einsatz k?nnten diese neuartigen Sensoren etwa bei der berührungslosen Mes?sung von elektrischem Strom kommen: ?Der Vorteil dieser Messmethode ist es, dass keine Leitungsverluste auftreten“, sagt Tobias Vogl. Gerade in Bezug auf dezentrale Energie?erzeu?gung w?re das ein immenser Nutzen. Eine weitere Innovation w?ren transportable kom?pakte MRT-Ger?te, die etwa in der Notfallmedizin eingesetzt werden k?nnten.

Die Nachwuchsgruppe ?Integrierte Quantensysteme“ basiert auf dem Projekt ?ATOMIQS“ – das steht für Atomar dünne Materialien für Integrierte Quantensysteme. Dabei werden neu?artige Quantenlichtquellen in atomar dünnen 2D-Materialien untersucht und mit Lichtwel?len?leitern kombiniert. Erforscht wird eine effiziente Schnittstelle zwischen den einzelnen Quan?tenbaugruppen. ?Au?erdem integrieren wir die 2D-Materialien in optische Systeme, wodurch es erm?glicht wird, die photophysikalischen Eigenschaften von Quantenemittern ma?zu?schnei??dern“, sagt Vogl. Zun?chst in Modellrechnungen simuliert und optimiert, sollen diese optischen Systeme danach mit modernen Nanofabrikationstechnologien hergestellt werden. ?

Die Nachwuchsforschungsgruppe von Tobias Vogl ist international besetzt. Einer der Wis?senschaftler kommt aus Australien, einer aus dem Iran. Dr. Vogl ist zudem als Verbundko?ordinator eines zweiten Drittmittelprojekts t?tig. Ziel dieses Projekts ist es, Quantenemitter im Weltraum zu testen. In Kooperation mit internationalen Partnern wird dafür ein Satellit konfiguriert, der 2024 ins All geschossen werden soll. Auch hier wird über Grenzen hinweg gemeinsam geforscht: Die Forscher und Forscherinnen kommen aus den USA, China, Indien, Israel, Thailand und dem Iran.