Detección Cuántica Aplicada con Centros - Derio, Vizcaya provincia, España - TECNALIA DOCTORADOS

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Derio, Vizcaya provincia, España

hace 2 semanas

Isabel García

Publicado por:

Isabel García

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Descripción
_Below in english_


Nos encontramos al borde de la segunda revolución cuántica, el momento de la transición de la investigación en los principios cuánticos fundamentales a las aplicaciones de la vida real.


Los centros de nitrógeno vacante en diamante son uno de los sistemas cuánticos más prometedores para la detección y la computación cuántica.

Este tipo de tecnologías aprovechan la superposición coherente de estados cuánticos para construir _qbits_ que funcionan a temperatura ambiente y para realizar mediciones de campos electromagnéticos y otras propiedades con una sensibilidad sin precedentes, varios órdenes de magnitud mejor que las tecnologías actuales.

Se revolucionarán múltiples campos de aplicación, desde la neurociencia y la biotecnología hasta la seguridad y la lucha contra la falsificación.

Por ejemplo, las nanopartículas magnéticas se utilizan ampliamente como etiquetas biológicas que se pueden implementar en aplicaciones médicas para el diagnóstico de enfermedades.


La propiedad más explorada y útil de los centros NV es su fotoluminiscencia, que permite a los observadores leer su estado de espín.

El espín de los electrones asociados con el centro NV puede verse modificado por factores externos, como campos magnéticos o eléctricos, radiación de microondas o luz, lo que da como resultado fuertes resonancias en la intensidad de la fotoluminiscencia.

Estas resonancias se pueden explicar en términos de fenómenos relacionados con el espín de los electrones, como el entrelazamiento cuántico, la interacción espín-órbita y las oscilaciones de Rabi, y se analizan utilizando la teoría de la óptica cuántica avanzada.

Este proyecto tiene como objetivo
desarrollar estructuras de nitrógeno vacante sobre diamantes sintéticos para optimizar sus propiedades relaxométricas.

TECNALIA ha creado recientemente un
laboratorio de tecnologías cuánticas para la investigación relacionada con los procesos de fabricación, ingeniería y caracterización de cristales de diamante con centros de nitrógeno vacante.

Se trata de una
infraestructura científica pionera en este campo en la que se realiza investigación colaborativa con la Universidad y otros centros de investigación nacionales e internacionales.


El laboratorio dispone de una máquina CVD (Chemical Vapor Deposition) para la fabricación de diamantes sintéticos, tanto puros, como dopados con átomos de nitrógeno.

Los átomos de nitrógeno alojados en la red cristalina pueden convertirse en centros NV a través de un proceso de recocido o _annealing_.

Los centros NV también se pueden inducir en diamantes puros mediante el bombardeo con un haz de iones enfocados (FIB), también disponible en el laboratorio.


Unimos estas nuevas instalaciones de crecimiento e implantación a la experiência en el tratamiento de superficies para diseñar estructuras optimizadas para la relaxometría aplicada a muestras paramagnéticas y ferromagnéticas.

Más allá de la especificidad de detección, el objetivo del proyecto es conseguir altas sensibilidades y una elevada resolución espacial.


Este es uno de los tres contratos predoctorales que TECNALIA ofrece en el campo de la detección cuántica con centros vacantes de nitrógeno para la realización de la tesis doctoral en cuatro años, con el
objetivo de incorporarse posteriormente al equipo de Quantum Technologies y en estrecha colaboración con el Departamento de Química Física de la Universidad del País Vasco.


Las tareas principales incluirán:


  • Crecimiento de diamantes de grado cuántico.
  • Implantación superficial de nitrógeno para la formación de centros NV.
  • Caracterización óptica y cuántica de las estructuras de diamante desarrolladas.
  • Construcción de un instrumento para el control de espín de los centros NV: En particular, resonancia magnética detectada ópticamente (ODMR) y relaxometría NV
  • Medida y análisis.
  • Desarrollo de nuevos conceptos de sensores

TECNALIA te aportará:


  • Acceso a un reactor CVD (Chemical Vapor Deposition) para producir diamantes sintéticos, ya sea puros o dopados con átomos de nitrógeno.
  • Acceso a un Haz de Iones Focalizados (FIB, Focused Ion Beam) para implantación iónica.
  • Investigación a la vanguardia de las tecnologías cuánticas.
  • Estrechar conexiones con universidades de alto perfil, así como con socios de la industria.
  • Oportunidades para el pensamiento independiente y creativo y para influir en las decisiones de la investigación.
  • Un equipo de trabajo amigable con un alto perfil investigador.
  • Posibilidad de incorporarse al equipo de tecnología cuántica tras la finalización del doctorado.


The most explored and useful property of NV centers is their photoluminescence, which allows observers to read their spin state.

The spin of the electrons associated with the NV center can be manipulated at room temperature by external factors, such as magnetic or electric fields, micr
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