Nowe urządzenia fotoniczne i kwantowe wykorzystujące nieliniowe i koherencyjne zjawiska w centrach barwnych w diamencie

Projekt dotyczy nowych materiałów fotonicznych - centrów barwnych czyli defektów struktury krystalicznej diamentu o określonych właściwościach optycznych. Będzie rozwijany w kierunku opracowania nowych urządzeń i metod badawczych opartych na takich centrach w diamencie a także nowych rozwiązań technologicznych dla ich wytwarzania, charakteryzowania i zastosowań. Główne cele to opracowanie nowych rozwiązań technologicznych dla wytwarzania fotonicznych struktur i urządzeń kwantowych wykorzystujących centra barwne w diamentach i rozwinięcie nowych metod spektroskopowego badania ich właściwości. Zamierzamy też zbadać perspektywy zastosowań otrzymanych wyników i możliwości technologicznych do opracowania nowych czujników fotonicznych wykorzystujących zjawiska z zakresu optyki nieliniowej i kwantowej (biosensory/biomarkery, informacja i kryptografia kwantowa). Proponowana przez nas metoda polega na syntezie diamentu z wbudowanymi centrami barwnymi oraz syntezowanie fotonicznych włókien światłowodowych z centrami NV i jak dotąd nie była stosowana przez żaden inny zespół. Metoda będzie rozwijana dwutorowo: (i) wypełnianie włókien PCF zawiesinami DND-NV, (ii) synteza włókien PCF wstępnie pokrytych zawiesinami DND-NV (puste PCF a NV w ścianach włókien). Charakteryzacja próbek będzie oparta na spektroskopii optycznej (absorbcyjnej, emisyjnej, ramanowskiej) oraz rezonansie radiowym z konfokalną (µm3 ) przestrzenną i subhertzową spektralną zdolnością rozdzielczą. W pomiarach zostanie zastosowana technika optycznej detekcji rezonansu magnetycznego (ODMR) ulepszona przez autorów projektu poprzez mikrofalowe wypalanie dziur. Rozwój i zastosowania technologii kwantowych i nieliniowej spektroskopii do badań centrów barwnych w diamentach jest bardzo szybki (WoS; hasło.: NV&diamond; 2010-15; artykuły>700; cytowania>10 tys.). Centra barwne NV- dzięki stabilnej strukturze diamentu wykazują bardzo stabilne widma elektronowe, mało podatne na rozmaite zaburzenia. Ich doskonałe właściwości optyczne i spinowe (paramagnetyzm) pozwalają na stosowanie różnych metod rezonansowych i spintronicznych i precyzyjne zastosowania metrologiczne. Wyniki będą wykorzystane do przygotowania prac dyplomowych, doktorskich i habilitacji. Przewiduje się opublikowanie osiągnięć projektu w wysoce ocenianych czasopismach indeksowanych na liście ISI.

Details

Financial Program Name:

OPUS

Organization:

Narodowe Centrum Nauki (NCN) (National Science Centre)

Agreement:

UMO-2016/21/B/ST7/01430 z dnia 2017-04-20

Realisation period:

2017-04-20 - 2021-04-19

Research team leader:

dr hab. inż. Robert Bogdanowicz

Realised in:

Department of Metrology and Optoelectronics

External institutions participating in project:

Uniwersytet Jagielloński (Poland)

Project's value:

1 255 550.00 PLN

Request type:

National Research Programmes

Domestic:

Domestic project

Verified by:

Gdańsk University of Technology

Papers associated with that project

results on page:
year:
- selected sort by year newest first
- sort by year oldest first
title:
- selected sort by title A-Z
- sort by title Z-A
citation:
- sort by citation descending
- sort by citation ascending

Filters

total: 3

Year 2022

Poly-L-Lysine-functionalized fluorescent diamond particles: pH triggered fluorescence enhancement via surface charge modulation
Publication
- M. Janik
- M. J. Głowacki (formerly: M. Głowacki)
- M. Sawczak
- A. Wcisło
- P. Niedziałkowski
- K. Jurak
- M. Ficek
- R. Bogdanowicz
- MRS BULLETIN - Year 2022
Recently, the interest in applying fluorescent diamond particles (FDPs) containing nitrogen-vacancy (NV) centers for enhancing the mechanical and chemical properties of some materials, biological imaging, and sensing has been expanding rapidly. The unique properties of NV centers such as intensive, time-stable fluorescence, and an electron spin, which exhibits long coherence time and may be manipulated using external stimuli, such...

Full text available to download

Year 2019

Boron doped Nanocrystalline Diamond-Carbon Nanospike Hybrid Electron Emission Source
Publication
- S. Kamatchi
- M. Ficek
- P. Kalpataru
- C. Yeh
- S. Mirosław
- J. Ryl
- K. Leou
- J. Young Park
- I. Lin
- R. Bogdanowicz
- K. Haenen
- ACS Applied Materials & Interfaces - Year 2019
Electron emission signifies an important mechanism facilitating the enlargement of devices that have modernized large parts of science and technology. Today, the search for innovative electron emission devices for imaging, sensing, electronics, and high-energy physics continues. Integrating two materials with dissimilar electronic properties into a hybrid material is an extremely sought-after synergistic approach envisioning a...

Full text available to download
Optical Magnetometry Based on Nanodiamonds with Nitrogen-Vacancy Color Centers
Publication
- A. M. Wojciechowski
- P. Nakonieczna
- M. Mrózek
- K. Sycz
- A. Kruk
- M. Ficek
- M. J. Głowacki
- R. Bogdanowicz
- W. Gawlik
- Materials - Year 2019
Nitrogen-vacancy color centers in diamond are a very promising medium for many sensing applications such as magnetometry and thermometry. In this work, we study nanodiamonds deposited from a suspension onto glass substrates. Fluorescence and optically detected magnetic resonance spectra recorded with the dried-out nanodiamond ensembles are presented and a suitable scheme for tracking the magnetic-field value using a continuous...

Full text available to download

seen 350 times