Interface de control quantique pour la résonance de spin électronique – QIC4ESR

La résonance paramagnétique électronique (RPE) est un outil de choix pour l’étude des systèmes contenant des électrons non appariés, largement utilisée dans des domaines tels que la chimie de coordination, les métalloprotéines et les ions magnétiques dans les solides. Cependant, les systèmes RPE conventionnels sont coûteux, peu flexibles et dépendent fortement de matériel spécialisé pour la génération et le traitement du signal. Ce projet vise à moderniser la technologie RPE en transférant les coûts matériels vers le développement logiciel à travers l’utilisation de la technologie (FPGA), en particulier avec des dispositifs Radio Frequency System-on-Chip (RFSoC)
Grâce aux systèmes basés sur FPGA, nous concevrons une plateforme flexible et reconfigurable fonctionnant d’abord à une fréquence intermédiaire (IF). Nous développerons un système d’interface analogique (AFE) avec le spectromètre RPE. En utilisant des cartes FPGA pour générer et numériser l’IF, nous pourrons implémenter un traitement avancé des signaux, permettant une détection plus flexible et plus précise.
Dans une deuxième phase, la plateforme FPGA-RPE fonctionnera directement à la fréquence porteuse micro-onde, éliminant ainsi le besoin de composants matériels coûteux et encombrants tels que les mélangeurs et oscillateurs. L’intégration du RFSoC permettra une acquisition et un traitement des données en temps réel à haute vitesse, réduisant ainsi la nécessité d’un matériel conventionnel tout en améliorant la performance globale. La plateforme FPGA-RPE sera utilisée pour l’étude des métalloprotéines, des complexes métalliques et des ions dans les solides afin de comparer ses performances avec celles des spectromètres conventionnels.
Le passage de systèmes matériels fixes à des solutions définies par logiciel réduira considérablement les coûts initiaux, rendant les systèmes RPE plus adaptables, évolutifs et pérennes et facile à opérer grace au à l'API open source qui sera fourni.