Erforscht werden neuartige Bauelementkonzepte, die auf der gezielten Ausnutzung quantenmechanischer Effekte basieren, um Funktionalitäten jenseits klassischer Grenzen zu realisieren. Ein zentraler Schwerpunkt liegt dabei auf dem Überwinden fundamentaler physikalischer Limitationen, wie etwa der begrenzten Steilheit der Schaltflanken in konventionellen Transistoren (60 mV/dec), um die Effizienz elektronischer Schaltungen weiter zu steigern.

Darüber hinaus werden verschiedene Untersuchungen zu Farbzentren in 4H-Siliziumkarbid (4H-SiC) durchgeführt. Diese Defektstrukturen bilden die Grundlage für Anwendungen in der hochpräzisen Quantensensorik und bieten vielversprechende Perspektiven für zukünftige Quantencomputing-Plattformen. Um eine technologische Skalierbarkeit zu erreichen, erfolgt eine enge interdisziplinäre Zusammenarbeit mit dem Themenfeld der photonischen Bauelemente. Ziel dieser Synergie ist die Entwicklung einer vollständig integrierten Quantenplattform, die elektronische, optische und quantenmechanische Eigenschaften effizient auf einem Chip vereint.

Aktuelle Forschungsthemen:

• Effiziente Herstellung und Ladungszustandskontrolle von V_Si Farbzentren in 4H-SiC (Christian Gobert, Promotionsvorhaben in Kooperation mit Fraunhofer IISB)
• Herstellung und Charakterisierung von vertikalen „Gate-All-Around“-Nanodraht-Tunnelfeldeffekttransistoren aus Germanium (Anne-Marie Lang)
• Silicon Carbide Qubits Towards a Fab-Ready Technology (Fabian Magerl)
• Kohärente Kontrolle von Kernspin-Qubits in 4H-SiC (Shravan Parthasarathy, Promotionsvorhaben in Kooperation mit Fraunhofer IISB & dem Lehrstuhl AQuT)
• Herstellung und Charakterisierung von Testbauelementen auf 4H-SiC-„a-Plane“-Wafern zur Funktionalisierung von Si-Vakanzen für Quantenanwendungen (Jannik Schwarberg)

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