Capteur quantique atomiquement fin – Qfoil

Le projet Qfoil vise à concevoir un capteur quantique basé sur des défauts de spin optiquement actifs intégrés dans un matériau bidimensionnel (2D). À cette fin, nous exploiterons les propriétés magnéto-optiques de la lacune de bore (VB) dans le nitrure de bore hexagonal (hBN), dont les fréquences de résonance de spin électronique peuvent être mesurées optiquement et dépendent fortement de perturbations externes telles que les champs magnétiques, électriques, et la température. Par rapport à d'autres plateformes de détection quantique reposant sur des défauts de spin intégrés dans des matériaux 3D, tels que le diamant ou le SiC, les principaux avantages du capteur quantique 2D développé dans Qfoil sont sa grande polyvalence et sa flexibilité permettant une intégration aisée dans des composants multifonctionnels, ainsi que sa capacité à être placée en proximité atomique d'un échantillon d’étude.
Les objectifs spécifiques du projet Qfoil sont (i) de contrôler la création de centres VB par des techniques d'implantation ionique dans la limite de couches de hBN d’épaisseurs atomiques et d’optimiser leur sensibilité au champ magnétique, (ii) de démontrer l'imagerie magnétique avec une feuille de détection quantique intégrée dans une hétérostructure de van der Waals avec une sensibilité ciblée de 10 uT/Hz1/2 et une résolution spatiale submicronique et (iii) d’étendre les fonctionnalités du capteur quantique 2D à l'imagerie de champs électriques et aux mesures sous haute pression.
En développant une nouvelle plateforme de détection quantique 2D aux multiples fonctionnalités, Qfoil fera le lien entre deux domaines de recherche dynamiques : la science des matériaux 2D et les capteurs quantiques.