Quant-ERA: Spin-based nanolytics – Turning today’s quantum technology research frontier into tomorrow’s diagnostic devices

Help

Back »

Details of project

Identifier

127902

Type

Principal investigator

Gali, Ádám

Title in Hungarian

Quant-ERA: Spin alapú "nanolitika" - A mai kvantumtechnológiai élkutatások hasznosítása a holnap diagnosztikai eszközeivé

Title in English

Quant-ERA: Spin-based nanolytics – Turning today’s quantum technology research frontier into tomorrow’s diagnostic devices

Keywords in Hungarian

gyémánt, NV centrum, szilícium-karbid, szilícium-vakancia, nanokristály, fotolumineszcencia, nedves kémiai marás

Keywords in English

diamond, NV center, silicon carbide, silicon-vacancy, nanocrystal, photoluminescence, wet chemical etching

Discipline

Solid-state Physics (Council of Physical Sciences)	80 %
Ortelius classification: Solid state physics
Material Science and Technology (chemistry) (Council of Physical Sciences)	20 %

Panel

Physics 1

Department or equivalent

Theoretical Solid State Physics Department (Wigner Research Centre for Physics)

Participants

Csóré, András
Károlyházy, Gyula

Starting date

2018-03-01

Closing date

2021-10-31

Funding (in million HUF)

47.963

FTE (full time equivalent)

4.66

state

closed project

Summary in Hungarian

A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
1. cél: nanoméretű NMR. A NanoSpin projektben a magmágnesesrezonancia-spektroszkópia (NMR-spektroszkópia) érzékenységét molekulányi felbontásra fokozzuk, s ehhez ismert, illetve még felfedezésre váró gyémánt- és SiC-beli színcentrumok hiperpolarizációját használjuk fel. Eközben megtartjuk a spektrum felbontóképességét, mely elég a kémiai eltolódások és J-csatolások kimutatásához. Ez a szenzor és a detektált molekula magjai közti kvantumkölcsönhatáson alapulva forradalmian új kísérleteket tesz lehetővé.

2. cél: Hiper-NMR-csip. Hagyományos félvezetőeszközökbe integráljuk a SiC-hordozóba ágyazott hiperpolarizációs technológiát, mely ESR és NMR-mérésekre képes. Ezzel kiváltjuk a mai laboratóriumi asztali rendszereket, s jobbat nyújtunk miniatürizált, hordozható, olcsó eszközökkel, melyek akár a terepen használhatóak, például a személyre szabott vagy otthoni diagnosztikában.

3. cél: az NMR új perspektívája. A hiperpolarizációs technológiát NMR-spektroszkópiás berendezésekbe is integráljuk, hogy a mérési idők ezerszeres vagy tízezerszeres csökkentése révén teljesen új alkalmazási lehetőségek nyíljanak meg, például az MR-alapú anyagcsere-vizsgálatok vagy gyógyszerek követése terén – ezekhez a mai eszközök feldolgozóképessége nagyon kicsi. Sőt, az új lehetőségek, illetve a rövidülő mérési idők más alapvető kérdéseket is tanulmányozhatóvá tesznek, például a felületekhez tapadó fehérjék alakváltozását.

Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
Egyedülálló célratermettségük miatt a spinalapú jelenségeket, a magmágneses rezonanciát (NMR) és az elektronspin-rezonanciát (ESR) használó spektroszkópia napjainkban is folyton megújítja a biológiai, kémiai, orvosi és fizikai kutatásokat. Az NMR és az ESR nagyrészt kiegészítik egymást, ami az alkalmazások körét és az érzékenységet illeti, azonban szobahőmérsékleten mindegyiket gúzsba köti az alacsony termikus spinpolarizáció. További probléma a berendezések drágasága.

Az érzékenységet hiperpolarizációval fokozhatjuk, ezt a magspineknél dinamikus magpolarizációnak (DNP) hívjuk. A hiperpolarizációs jelerősítést elméletileg korlátozza, hogy a polarizációt csak a termikus korlátig vihetjük. Ezt jelenleg ultrahideg mérésekkel vagy nagyon erős mágneses térrel javítják. Az alacsony hőmérséklet viszont lassítja is a DNP-folyamatot, mivel ekkor a spinek lassan termalizálódnak.

Teljesen máshogy közelítjük meg ezt a problémát; a gyémánt- és SiC-beli színcentrumok kvantumtulajdonságait használjuk, teljesen irányításunk alá vonjuk a színcentrum elektronspinjei és a környező magspinek kvantumkoherens kölcsönhatását. Így érünk el extrém hiperpolarizációt alacsony mágneses tér mellett, szobahőmérsékleten is.

Mivel meglevő intergáltáramköri és tisztaszobás gyártási eljárásokat használunk, a monolitikus ESR- és hiper-NMR-spektroszkópos csipek gyártási költségét darabonként pártíz eurós szinten tudjuk majd tartani. Ezzel a NanoSpin kutatás újradefiniálja a spinalapú analitika határait a kvantumérzékelés segítségével.

Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
Előszöris, ez a kutatás egy új tudományterület, a nanoméretű NMR kiindulópontja kíván lenni. Egyetlen vagy néhány molekula mérésével s olyan spektrális felbontással, mely a molekulaszerkezet mérésére is alkalmas, ez a kvnatumérzékelést új szintre emeli. A mai mérésekhez képest, melyek molekulák trillióit igénylik, ez olyan biológiai, kémiai és fizikai méréseket tesz lehetővé, amelyeket ma nem gondolunk lehetségesnek. Ilyen például a sejten belüli NMR, vagy a felületi jelenségek olyan precizitású mérése, ami ma nem lehetséges.

Másodszor, megalkotjuk a hiper-NMR-csipet, mely révén a spinalapú analitika hordozható, terepen alkalmazható eszközzé válik, miközben érzékenysége ugyanolyan vagy akár jobb, mint a mai egész szobát elfoglaló laboratóriumi csúcstechnológiáké – kb. ezredáron. Az alkalmazások köre kiterjed a személyre szabott orvoslásra, a betegségek korai felderítésére, hatóanyag-szintek követésére; vagy az akkumulátorfejlesztésre és egyéb energetikai anyagtudományi kutatásokra, valamint az élelmiszerellenőrzésre.

A harmadik célunk, hogy a hiperpolarizációt az NMR-alapú kutatások meghatározó módszerévé tegyük, például a nagyon alacsony koncentrációk kimutatásának terén, ami a jelenlegi hosszú mérési időkkel szintén lehetetlen. Ez is szükséges ahhoz, hogy a biológiai folyamatok megértésében előrelépjünk, például a sejteken belüli folyamatok mérésével. A folyadékokban elérhető hiperpolarizációs NMR a kvantuminformatika fejlődéséhez is hozzájárulhat, mivel ezzel a termikus polarizáció szintje nem áll többé a skálázás útjában.

A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
Az elektronspin-rezonancia (ESR) és a magmágneses rezonancia (NMR) olyan spinalapú jelenségek, melyek molekuláris szintű méréstechnikát tesznek lehetővé. Ezt a mai eszközök csak közelítik, mivel felbontásuk alacsony. A legpontosabb mérések ráadásul ultrahideg hőmérsékleten, szupererős mágneses térben folynak, s ez laboratóriumhoz kötött, drága technológiát eredményez.

Az érzékenységet és a mérések gyorsaságát nagyban fokozhatja a hiperpolarizáció nevű fizikai jelenség, melyben az elektronspinek dinamikusan polarizálják a mérőeszköz magspinjeit. Mi a hiperpolarizációhoz teljesen új módon közelítünk, melyet egy konzorciumi tagtársunk fedezett fel. Ebben a gyémántbeli nitrogén-vakancia (NV) centrum egyedi kvantumos tulajdonságait használják; s továbblépve ezt tesszük majd SiC-beli színcentrumokkal is. Lézerbesugárzással érünk el nagyon magas (>95%) polarizációt szobahőmérsékleten, alacsony mágneses tér mellett is.

A konzorciumban vitt NanoSpin projektünk egy spinalapú szenzorcsipet fejleszt ki, mely a mai félvezetőtechnológiákhoz illeszkedik, s a tényleges molekulaszintű analitikát hordozhatóvá, terepen alkalmazhatóvá, illetve a mainál lényegesen olcsóbbá teszi. Ez forradalmasítani fogja az orvosi diagnosztikát (otthoni, korai stádiumú diagnosztika), a biológiát (sejten belüli vizsgálatok), a kémiát (molekuláris szintű folyamatkövetés), a kvantuminformatikai kutatásokat és széleskörű piaci technológiává teszi a nanoméréstechnikát magát.

Summary

Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
Aim #1: nanoscale NMR. In the NanoSpin project, we will push the sensitivity limit of nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy to single molecules, using spin hyperpolarisation of known and to-be-discovered colour centres in diamond and SiC, while maintaining a spectral resolution sufficient to resolve chemical shifts and J-couplings using the quantum interaction of the colour centre sensor and the nuclei in the detected molecule to enable disruptive new quantum experiments.
Aim #2: HyperNMR-on-a-chip. We will integrate the transformative quantum-based hyperpolarisation technology into conventional semiconductor devices using SiC host material with the ESR-on-a-chip, NMR-on-a-chip and lab-on-a-chip technology to provide a functionality and performance greatly exceeding today’s benchtop spectrometers in miniaturised, portable units at sufficiently low costs to turn the field of spin-based analytics from an expert laboratory technology to a widely used in-field method with new applications in personalized medicine and home diagnostics.
Aim #3: new NMR perspective. We will integrate the hyperpolarisation technology into commercial high-end NMR spectrometers to reduce 1’000 to 10’000-fold the measurement time in standard NMR experiments to open up entirely new application scenarios for NMR, including e.g. MR-based metabolomics and MR-based drug screening for which the throughput of today’s instruments is prohibitively small. Moreover, the new possibilities associated with the greatly reduced measurement times can be used to study fundamental questions in structural biology such as protein folding near surfaces.

What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
Thanks to their unmatched specificity, spin-based analytics, nuclear magnetic resonance (NMR) and electron spin resonance (ESR) spectroscopy continue to revolutionise biology, chemistry, medicine and physics. NMR and ESR spectroscopy are largely complementary in terms of application range and sensitivity, however, both suffer from the small thermal spin polarisation at room temperature. High instrument costs also prevent a widespread usage.

The sensitivity issue can be tackled by hyperpolarisation, which for nuclear spins is called dynamic nuclear polarisation (DNP). In today’s DNP, hyperpolarisation gains are theoretically limited, as they do not solve the problem of enhancing the electron polarisation beyond thermal equilibrium and, therefore, all these approaches require cryogenic temperatures and/or elevated polarisation fields. At cryogenic temperatures, however, the DNP process is slowed down due to the long electronic thermalisation times.

We addresses this challenge by an entirely different approach based on quantum properties of colour centres in diamond and SiC, utilizing full control over the quantum dynamics of the electron spin of a colour centre and of its quantum coherent interaction with surrounding nuclear spins to generate extreme hyperpolarisation even at room temperature and low external magnetic fields.

Using integrated circuit (IC) and clean room manufacturing techniques, we will reduce equipment cost by developing prototypes of monolithic ESR-/Hyper-NMR-on-a-chip spectrometers, at a price of only a few tens of Euro per chip. Thus, NanoSpin will redefine what is possible in spin-based analytics by adding a new dimension to quantum sensing.

What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
First, this project aims at becoming the starting point for the new discipline of nanoscale-NMR. By enabling the detection of a few or even single molecules with a spectral resolution which is sufficient to allow for the determination of chemical structure, nanoscale-NMR brings quantum-based sensing to an entirely new level. Compared to conventional NMR experiments, which require trillions of molecules for a sufficiently good signal quality, it will enable experiments in biology, chemistry and physics that are not thought possible today. These include NMR at the sub-cellular level, intra-cellular NMR, and NMR study of surface phenomena which are currently inaccessible.

The second major goal is introducing the portable Hyper-NMR-on-a-chip platform to make spin-based analytics available as a portable, in-field tool with a sensitivity comparable or even better than that of today’s room-filling, high end equipment and at a fraction (approx. 1/1000) of their price. This includes the markets of personalised medicine and home-based diagnostics, early-stage detection of diseases or drug-level monitoring; as well as battery research and energy material science or food control.

The third major goal of NanoSpin is to establish colour-centre-based hyperpolarisation as the method to revolutionise NMR research, e.g. NMR-based detection at low relevant concentrations, which is inconceivable today due to the excessive measurement times. This in turn allows for monitoring of biological processes, even inside single cells. Hyperpolarised liquid-state NMR can also contribute to quantum computing by addressing the scaling problem of small thermal polarisation in thermal equilibrium.

Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
Electron spin resonance (ESR) and nuclear magnetic resonance (NMR) are spin-based phenomena with which molecular-level metrology may become possible. However, state-of-the-art equipments of today are only approaching this level, due to poor sensitivity. Measurements of highest precision are carried out at cryogenic temperatures or with enormous magnetic fields, making these measurements costly and tied to room-filling laboratory equipment.

Sensitivity of these spin-based processes and measurement speed may be boosted by a physical phenomenon called spin hyperpolarization, in which electron spins dynamically polarize nuclear spins of the sensor. We plan to make use of an entirely different approach towards hyperpolarisation, invented by some of our consortium members exploiting specific quantum properties of nitrogen vacancy (NV) centres in diamonds and, as a further extension, that of colour centres in silicon carbide (SiC), to produce very high polarisation levels (>95 %) by means of laser irradiation even at room temperature and in modest magnetic fields.

Our consortial NanoSpin research project aims at developing the prototype of a chip-sized spin-based sensor integrated with traditional semiconductor technologies, which makes the very molecular-level analytic realised with portable devices, at an incomparably lower cost, and applicable in-field. This will revolutionarize medical diagnostics (home diagnostics, early-stage diagnostics), biology (intracellular sensing), chemistry (molecular level monitoring of processes), quantum information technology research and commercialize nanosensing itself.

Final report

Results in Hungarian

A szilícium-karbid hordozta kvantumbitek megértésében, szabályozásában és előállításában értünk el eredményeket. Ezeket a kvantumbiteket sikerült azonosítani és jellemezni ab initio számítási módszerekkel és előállítani azokat néhány nanometer átmérőjű nanorészecskékben fizikiai-kémiai módszerekkel. Az eredmények azzal kecsegtetnek, hogy nem-invazív kvantumszenzort lehet előállítani különböző diagnosztikai és terápiás célra és más kvantumtechnológiai területen is. Az eredményeket Nature és Science családhoz tartozó folyóiratokban publikáltuk többek között, és az általunk kifejlesztett új eljárást leíró szabadalmi leírást, amellyel vakancia-típusú kvantumbiteket lehet előállítani, jelenleg vizsgálja a hazai és EPO szabadalmi hivatal.

Results in English

We achieved results in understanding, control and formation of silicon carbide hosted quantum bits. We were able to identify and characterize these qubits by first principles computational methods and form them in few-nanometers sized nanoparticles by physical chemistry methods. The results are promising for realizing non-invasive quantum sensors in various diagnostic and therapeutic applications and other quantum technology fields too. The results were published in Nature and Science family journals among others, and the patent application about our novel methodology for creating vacancy-type quantum bits is under review in domestic and EPO patent offices.

Full text

https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=127902

Decision

Yes

List of publications

Gabriella Dravecz, Tibor Z. Jánosi, Dávid Beke, Dániel Á. Major, Gyula Károlyházy, János Erostyák, Katalin Kamarás and Ádám Gali: Identification of the binding site between bovine serum albumin and ultrasmall SiC fluorescent biomarkers, Physical Chemistry Chemical Physics 20 13419-13429, 2018

Péter Udvarhelyi and Adam Gali: Ab Initio Spin-Strain Coupling Parameters of Divacancy Qubits in Silicon Carbide, Physical Review Applied 10 054010, 2018

Björn Magnusson, Nguyen Tien Son, András Csóré, Andreas Gällström, Takeshi Ohshima, Adam Gali, and Ivan G. Ivanov: Excitation properties of the divacancy in 4H-SiC, Physical Review B 98 195202, 2018

Viktor Ivády, Igor A. Abrikosov, and Adam Gali: First principles calculation of spin-related quantities for point defect qubit research, npj Computational Materials 4, 76, 2018

Joel Davidsson, Viktor Ivády, Rickard Armiento, Takeshi Ohshima, N. T. Son, Adam Gali, and Igor A. Abrikosov: Identification of divacancy and silicon vacancy qubits in 6H-SiC, Applied Physics Letters 114, 112107, 2019

R. Nagy, M. Niethammer, M. Widmann, Y.-C.Chen, P. Udvarhelyi, C. Bonato, J. U. Hassan,R. Karhu, I. G. Ivanov, N. T. Son, J. R. Maze,T. Ohshima, ̈O. O. Soykal, ́A. Gali, S.-Y. Lee, F.Kaiser and J. Wrachtrup: High-fidelity spin and optical control of single silicon vacancy centres in silicon carbide, Nature Communications, accepted, 2019

P. Udvarhelyi, R. Nagy, F. Kaiser, S.-Y. Lee, J. Wrachtrup and A. Gali: Spectrally stable defect qubits with no inversion symmetry for robust spin-to-photon interface, Physical Review Applied, accepted, 2019

L. Spindlberger, A. Csóré, G. Thiering, S. Putz, R. Karhu, J. Ul Hassan, N. T. Son, T. Fromherz, A. Gali, M. Trupke: Optical Properties of Vanadium in 4H Silicon Carbide for Quantum Technology, Physical Review Applied, under review, 2019

B.C. Johnson, J. Woerle, D. Haasmann, C.T.-K. Lew, R.A. Parker, H. Knowles, B. Pingault, M. Atature, A. Gali, S. Dimitrijev, M. Camarda, and J.C. McCallum: Optically Active Defects at the SiC/SiO2 Interface, Phys. Rev. Applied 12, 044024, 2019

Kevin C. Miao, Alexandre Bourassa, Christopher P. Anderson, Samuel J. Whiteley, Alexander L. Crook, Sam L. Bayliss, Gary Wolfowicz, Gergő Thiering, Péter Udvarhelyi, Viktor Ivády, Hiroshi Abe, Takeshi Ohshima, Ádám Gali, David D. Awschalom: Electrically driven optical interferometry with spins in silicon carbide, Science Advances 5, eaay0527, 2019

Viktor Ivády, Joel Davidsson, Nazar Delegan, Abram L. Falk, Paul V. Klimov, Samuel J. Whiteley, Stephan O. Hruszkewycz, Martin V. Holt, F. Joseph Heremans, Nguyen Tien Son, David D. Awschalom, Igor A. Abrikosov & Adam Gali: Stabilization of point-defect spin qubits by quantum wells, Nature Communications 10, 5607, 2019

Elena Cannuccia and Adam Gali: Thermal evolution of silicon carbide electronic bands, Physical Review Materials 4, 014601, 2020

Dávid Beke, Jan Valenta, Gyula Károlyházy, Sándor Lenk, Zsolt Czigány, Bence Gábor Márkus, Katalin Kamarás, Ferenc Simon, and Adam Gali: Room-Temperature Defect Qubits in Ultrasmall Nanocrystals, J. Phys. Chem. Lett. 11, 1675-1681, 2020

Gyula Károlyházy, Dávid Beke, Dóra Zalka, Sándor Lenk, Olga Krafcsik, Katalin Kamarás and Ádám Gali: Novel Method for Electroless Etching of 6H–SiC, Nanomaterials 2020, 10, 573, 2020

Tereza Bˇelinová, Iva Machová, David Beke, Anna Fuˇcíková, Adam Gali, Zuzana Humlová, Jan Valenta and Marie Hubálek Kalbáˇcová: Immunomodulatory Potential of Differently-Terminated Ultra-Small Silicon Carbide Nanoparticles, Nanomaterials, 10, 573, 2020

Dávid Beke* Dávid Beke Wigner Research Centre for Physics, Institute for Solid State Physics and Optics, P.O. Box 49, Budapest H-1525, Hungary Department of Atomic Physics, Budapest University of Technology and Economics, Budafoki út 8., Budapest H-1111, Hungary *Email: beke.david@wigner.hu More by Dávid Beke Orcidhttp://orcid.org/0000-0001-6046-8164 , Marco V. Nardi*, Gábor Bortel, Melanie Timpel*, Zsolt Czigány, Luca Pasquali, Andrea Chiappini, Giorgio Bais, Mátyás Rudolf, Dóra Zalka, Franca Bigi, Francesca Rossi, László Bencs, Aron Pekker, Bence G. Márkus, Giancarlo Salviati, Stephen E. Saddow, Katalin Kamarás, Ferenc Simon, and Adam Gali*: Enhancement of X-ray-Excited Red Luminescence of Chromium-Doped Zinc Gallate via Ultrasmall Silicon Carbide Nanocrystals, Chemistry of Materials, 2021

András Csóré and Adam Gali: Ab initio determination of pseudospin for paramagnetic defects in SiC, Phys. Rev. B 102, 241201(R), 2020

Andrzej Mazurak, Robert Mroczyński, David Beke, and Adam Gali: Silicon-Carbide (SiC) Nanocrystal Technology and Characterization and Its Applications in Memory Structures, Nanomaterials 2020, 10(12), 2387, 2020

Naoya Morioka, Charles Babin, Roland Nagy, Izel Gediz, Erik Hesselmeier, Di Liu, Matthew Joliffe, Matthias Niethammer, Durga Dasari, Vadim Vorobyov, Roman Kolesov, Rainer Stöhr, Jawad Ul-Hassan, Nguyen Tien Son, Takeshi Ohshima, Péter Udvarhelyi, Gergő Thiering, Adam Gali, Jörg Wrachtrup & Florian Kaiser: Spin-controlled generation of indistinguishable and distinguishable photons from silicon vacancy centres in silicon carbide, Nature Communications volume 11, Article number: 2516, 2020

Fei-Fei Yan, Ai-Lun Yi, Jun-Feng Wang, Qiang Li, Pei Yu, Jia-Xiang Zhang, Adam Gali, Ya Wang, Jin-Shi Xu, Xin Ou, Chuan-Feng Li & Guang-Can Guo: Room-temperature coherent control of implanted defect spins in silicon carbide, npj Quantum Information volume 6, Article number: 38, 2020

Thiering Gergő and Adam Gali: Color centers in diamond for quantum applications, Semiconductors and Semimetals, Elsevier, Volume 103, Chapter 1 (2020), 2020

Péter Udvarhelyi, Gergő Thiering, Naoya Morioka, Charles Babin, Florian Kaiser, Daniil Lukin, Takeshi Ohshima, Jawad Ul-Hassan, Nguyen Tien Son, Jelena Vučković, Jörg Wrachtrup, and Adam Gali: Vibronic States and Their Effect on the Temperature and Strain Dependence of Silicon-Vacancy Qubits in 4H-SiC, Phys. Rev. Applied 13, 054017 (2020), 2020

Elena Cannuccia and Adam Gali: Thermal evolution of silicon carbide electronic bands, Physical Review Materials 4, 014601, 2020

Gyula Károlyházy, Dávid Beke, Dóra Zalka, Sándor Lenk, Olga Krafcsik, Katalin Kamarás and Ádám Gali: Novel Method for Electroless Etching of 6H–SiC, Nanomaterials 2020, 10, 573, 2020

Dávid Beke, Marco V. Nardi, Gábor Bortel, Melanie Timpel, Zsolt Czigány, Luca Pasquali, Andrea Chiappini, Giorgio Bais, Mátyás Rudolf, Dóra Zalka, Franca Bigi, Francesca Rossi, László Bencs, Aron Pekker, Bence G. Márkus, Giancarlo Salviati, Stephen E. Saddow, Katalin Kamarás, Ferenc Simon, and Adam Gali: Enhancement of X-ray-Excited Red Luminescence of Chromium-Doped Zinc Gallate via Ultrasmall Silicon Carbide Nanocrystals, Chemistry of Materials, 33, 2457–2465, 2021

Gary Wolfowicz, F. Joseph Heremans, Christopher P. Anderson, Shun Kanai, Hosung Seo, Adam Gali, Giulia Galli & David D. Awschalom: Quantum guidelines for solid-state spin defects, Nature Reviews Materials 6, 906-925, 2021

Jun-Feng Wang, Fei-Fei Yan, Qiang Li, Zheng-Hao Liu, Jin-Ming Cui, Zhao-Di Liu, Adam Gali, Jin-Shi Xu, Chuan-Feng Li & Guang-Can Guo: Robust coherent control of solid-state spin qubits using anti-Stokes excitation, Nature Communications 12, 3223, 2021

Qiang Li, Jun-Feng Wang, Fei-Fei Yan, Ji-Yang Zhou, Han-Feng Wang, He Liu, Li-Ping Guo, Xiong Zhou, Adam Gali, Zheng-Hao Liu, Zu-Qing Wang, Kai Sun, Guo-Ping Guo, Jian-Shun Tang, Hao Li, Li-Xing You, Jin-Shi Xu, Chuan-Feng Li, Guang-Can Guo: Room temperature coherent manipulation of single-spin qubits in silicon carbide with a high readout contrast, National Science Review, online (accepted), 2021

A. Csóré, N. T. Son, and A. Gali: Towards identification of silicon vacancy-related electron paramagnetic resonance centers in 4H-SiC, Physical Review B 104, 035207, 2021

Jin Hee Lee, Woong Bae Jeon, Jong Sung Moon, Junghyun Lee, Sang-Wook Han, Zoltán Bodrog, Adam Gali, Sang-Yun Lee, and Je-Hyung Kim: Strong Zero-Phonon Transition from Point Defect-Stacking Fault Complexes in Silicon Carbide Nanowires, Nano Letters, 21, 9187, 2021

Events of the project

2019-01-09 10:48:02

Résztvevők változása

Back »