Verbundprojekt: Next generation quantum microscope (quNV2.0) - Teilvorhaben: Quantum Microscope

Das Projekt hat das Ziel, ein anwenderfreundliches Quantenmikroskop zu entwickeln, das auch von Nicht-Experten auf dem Gebiet der Quantenwissenschaft eingesetzt werden kann. Darüber hinaus werden wir Magnetresonanz und neuartige optische Mikroskopie, einschließlich Multiphotonen-Anregung und Fluoreszenz-Lebensdauer-Bildgebung, kombinieren. Der für den Markt entwickelte Prototyp eines Quantenmikroskops nutzt die einzigartigen Eigenschaften des Spins eines einzelnen Stickstoff-Vakanzzentrums (NV) in Diamant. Der Spin eines einzelnen NV Zentrums kann als Quantensensor zur Identifizierung der Struktur von Biomolekülen und zur Beobachtung der Temperatur in Zellen unter Umgebungsbedingungen verwendet werden. Die Integration der spinbasierten Quantentechnologie in etablierte Mikroskopieplattformen bietet der Wissenschaft ein wesentliches Instrument für den Übergang von der physikalischen Grundlagenforschung zu neuen Forschungsbereichen (die Quantentechnologie kann mit etablierten Bildgebungsmodalitäten und Arbeitsabläufen verwendet werden) und senkt die Einstiegshürde für neue interdisziplinäre Forschungsansätze zu fördern. Das Quantenmikroskop mit benutzerfreundlicher Software und Steuerung wird Forschungsergebnisse in eine Technologie verwandeln, die Forschungslabors in allen Disziplinen wie Festkörperphysik, Chemie, Biologie und Medizin zur Verfügung stehen wird. Es wird auch einen preisgünstigeren Prototyp für Ausbildungszwecke geben. Diese Version wird nicht über die hohe räumliche Auflösung und die Positionierungsstufen für die Probe verfügen und ist für fortgeschrittene Laborkurse gedacht. Es kann die Eigenschaften von Stickstoff-Vakanzzentren in Diamanten und die Details von optisch detektierten Magnetresonanzmessungen zeigen.