Optical preparation and detection of spin coherence in molecules and crystal defects

Onderzoek naar interactie tussen licht en materie

Het promotieonderzoek van Gerrit Lof richtte zich op theoretische en experimentele studies van optische voorbereiding en detectie van elektronspincoherentie in moleculen en kristaldefecten. Hij presenteert een gedetailleerde analyse van hoe een geleidelijke symmetriebreking leidt tot een volledige verandering van de optische selectieregels voor het waterstofatoom. Vervolgens bespreekt hij hoe de Time-Resolved Faraday Rotation (TRFR) techniek optische controle en detectie toestaat van triplet-excitonspindynamica in metaal-organische moleculen, door slim gebruik te maken van de optische selectieregels die zijn veranderd door spin-baankoppeling. Lof definieert ook hoe de TRFR-techniek gebruikt kan worden om spin-actieve kleurcentra te karakteriseren in materialen met verwaarloosbare spin-baankoppeling.

Tenslotte onderzocht Lof molybdeen-defecten in silicium carbide. Daarbij gebruikte hij een volledig optische techniek voor de karakterisering van de spineigenschappen van het materiaal. Tevens zijn spin-qubits in een superpositie gebracht middels een techniek die coherent population trapping heet.

Het onderzoek van Lof vergroot het aantal materiaalsystemen met functionaliteiten op het gebied van kwantuminformatica gebaseerd op de selectieve koppeling van fotonen en elektronische spintoestanden. Bovendien maakt het een betere opto-elektronische karakterisering mogelijk van deze materialen door nieuwe detectiemanieren te verschaffen.

Gerrit Lof verrichtte zijn promotieonderzoek bij de afdeling Fysica van Nano Devices van het Zernike Institute for Advanced Materials, dat ook zorgde voor de financiering. Hij werkt nu als Design Engineer bij ASML.

Proefschrift: http://hdl.handle.net/11370/97f1d8a7-6fde-430c-8e78-64969c15d16d