Vanadium color centers in silicon carbide for quantum-telecommunication in the O-Band
| Promotie: | Dhr. J. (Joop) Hendriks |
| Wanneer: | 31 mei 2024 |
| Aanvang: | 12:45 |
| Promotor: | prof. dr. ir. C.H. (Caspar) van der Wal |
| Copromotor: | dr. R.W.A. (Remco) Havenith |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Science and Engineering |
Siliciumcarbide voor quantum-telecommunicatie
In zijn promotieonderzoek richtte Joop Hendriks zich op vanadiumonzuiverheden in siliciumcarbide en in het bijzonder op eigenschappen die belangrijk zijn voor de toepassing als qubit in een quantumcomputer. In tegenstelling tot veel andere materiaalsystemen zenden deze onzuiverheden licht uit in het nabije infrarood en specifieker in de telecom O-band, waardoor de verliezen van zulke fotonen in optische vezels relatief laag is.
Door middel van twee-laser spectroscopie bestudeerde Hendriks de spin-relaxatiedynamica in de grondtoestand. Door de experimentele resultaten te vergelijken met een model leidde hij af dat het verval van de kernspin het traagste proces is. Vervolgens bestudeerde hij hoe het verschil in populatie tussen twee grondtoestanden kan worden vergroot. Afhankelijk van de temperatuur en de eigenschappen van het laserlicht dat Hendriks gebruikte, kon het verschil in populatie significant verbeterd worden.
Een andere belangrijke eigenschap is de coherentietijd, aangezien dat de limiet vormt voor de nuttige levensduur van een qubit. Door een combinatie van optische- en microgolfpulsen te gebruiken kon Hendriks een ondergrens vaststellen voor de coherentietijd van V defecten. Daarnaast observeerde hij dat de spin van de defecten sterk koppelde aan de kernspin van naburige isotopen. Tenslotte maakte Hendriks golfgeleiders van SiC en demonstreert hij dat licht efficiënt kan worden ingekoppeld en beperkt kan worden tot een klein volume. Dit laat zien dat zulke structuren nuttig kunnen zijn voor een verbeterde optische en elektrische controle over de defecten.
Joop Hendriks voerde zijn promotieonderzoek uit bij het Zernike Institute for Advanced Materials, afdeling Nanostructured Materials and Interfaces, met financiering van EU Horizon 2020. Hij vervolgt zijn loopbaan als Medewerker toelating en standaardisatie bij de Rijksinspectie digitale infrastructuur.