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Dominik Hanisch, M. Sc.

Meine Arbeitsgebiete

■ Herstellung und Charakterisierung von Dünnschichtbauelementen aus oxidischen Mehrlagensystemen

■ Einzelphotonen-Detektoren aus YBaCuO für das Auslesen von QuBits (QVLS)

■ Josephson-Kontakt Array für ein Spannungsnormal aus dem Hochtemperatursupraleiter YBaCuO

Dominik Hanisch
Dominik Hanisch, M. Sc.
511
+49 531 391 3851
d.hanisch(at)tu-braunschweig.de

Abschlussarbeiten

MA | Einzelphotonen-Detektoren für Quantencomputer

Die Initiative Quantum Valley Lower Saxony (QVLS) versucht Anstrengungen und Kompetenzen im Land Niedersachsen zu bündeln und Quantentechnologien über die Schwelle der Kommerzialisierung zu bringen. Dabei steht der Bau eines Quantencomputers im Mittelpunkt der unter anderem in Kooperation mit der Leibniz Universität Hannover, der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), dem Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik und der Technischen Universität Braunschweig entwickelt werden soll. Unser Institut ist an diesem Forschungsvorhaben in mehreren spannenden Einzelprojekten beteiligt, unter anderem sollen hochempfindliche Einzelphotonen-Detektoren entwickelt werden.

Ein Einzelphotonen-Detektor ist in der Lage winzigste Strahlungsmengen (einzelne Photonen) zu detektieren. Diese hohe Empfindlichkeit der Detektoren macht es erst möglich, einen Quantencomputer zu betreiben. Das Ergebnis eines Rechenvorgangs muss im Quantencomputer aus einem sogenannten Qubit extrahiert werden. Hierzu muss der Zustand des Qubits bestimmt werden. Dieser kann für ein Qubit, das aus einem Atom in einer Ionenfalle besteht, über die ausgesandte Strahlung gemessen werden. Dafür ist eine Auflösung einzelner Photonen notwendig.

Im Rahmen dieser Arbeit sollen Einzelphotonen-Detektoren auf Basis des Hochtemperatursupraleiters YBaCuO hergestellt und charakterisiert werden. Dabei soll der bestehende Dünnschichtprozess (Pulsed Laser Deposition) auf sehr geringe Schichtdicken angepasst und optimiert werden. Die Schichten sind hierfür auf die Oberflächeneigenschaften und die supraleitenden Eigenschaften hin zu untersuchen. Des Weiteren soll ein Strukturierungsprozess der auf schmale Stegbreiten ausgelegt ist optimiert werden, um die benötigten Strukturdimensionen zu erreichen. Hierfür steht ein Elektronenstrahllithographie-System zur Verfügung.

 

Vorkenntnisse: LabView (nicht unbedingt), Begeisterung an der Arbeit von Problemstellungen (viel wichtiger!)

Stichworte: Supraleiter, Quantencomputer, Einzelphotonen-Detektor, Dünnschicht, Lithographie

MA | Modifikation von supraleitenden Dünnschichten durch fokussierte Gallium-Ionen
FIB-System
FIB-System

Im Forschungszentrum LENA der TU Braunschweig wurde ein sogenanntes FIB-System angeschafft. Mit diesem lassen sich Dünnschichten im Nanometer-Bereich modifizieren und strukturieren. Hierbei wird ein Strahl aus auf 30 keV beschleunigten Galliumionen auf die Dünnschicht fokussiert und über die gewählten Strukturen geführt. Die Ionen dringen in die Schicht ein, modifizieren diese und tragen zusätzlich Material ab. Im Rahmen dieser Arbeit sollen erste Tests mit supraleitenden Dünnschichten durchgeführt werden und eine Größenordnung der erreichbaren Strukturbreiten bestimmt werden.

 

 

Vorkenntnisse: Interesse an Forschung, sowie engagiertes, sorgfältiges und zielgerichtetes Arbeiten

Stichworte: Supraleiter, Dünnschicht, Focused-Ion-Beam

BA | Evaluation einer Relaissteuerung und von Hochfrequenzfiltern für tiefe Temperaturen
Kryogene SMU
Kryogene SMU

Zur Zeit befindet sich ein neuer Messstand für die Charakterisierung unserer supraleitenden Bauelemente im Aufbau. Dieser ermöglicht es 24 differentielle Kanäle mit einem Abkühlvorgang bis hinunter zu 4 Kelvin zu benutzen. Die zu untersuchenden Bauelemente müssen dabei möglichst rauscharm und ohne Störeinkopplung von außen stattfinden. Daher soll im Rahmen dieser Arbeit eine Relaissteuerung zur Umschaltung der verschiedenen Kanäle und verschiedene Hochfrequenzfilter bei Temperaturen im Bereich von 50 Kelvin untersucht werden.

Vorkenntnisse: Interesse an Forschung, sowie engagiertes, sorgfältiges und zielgerichtetes Arbeiten

Stichworte: Messtechnik, LabVIEW, Schaltungsentwicklung

BA/MA | Ausbau und Optimierung einer Ionenstrahl-Ätzanlage
Ionenkanone
Ionenkanone

Am Institut untersuchen wir Dünnschicht-Bauelemente aus dem Supraleiter Yttrium-Barium-Kupferoxid (YBCO). Die Herstellung und Strukturierung dieser Bauelemente erfordert besonders präzise Strukturierungsprozesse, wie zum Beispiel das kontrollierte und homogene Abtragen von Materialien. Dies kann durch einen Plasmaätzvorgang mit einem Argon-Plasma bewerkstelligt werden. Hierzu verwenden wir eine Ionenstrahl-Ätzanlage. Zur Erweiterung der Prozesskontrolle und Optimierung des Ätzprozesses, sollen ein gekühlter Probenteller und ein motorgesteuerter Shutter entwickelt werden. Im Rahmen dieser Arbeit soll ein motorisierter Drehteller zur Aufnahme der Proben aufgebaut und ein vorhandener Shutter motorisiert werden. Die Anbindung soll an ein bestehendes LabVIEW-Programm erfolgen. 

Vorkenntnisse: Begeisterung für Forschung, sowie engagiertes, sorgfältiges und zielgerichtetes Arbeiten

Stichworte: Automatisierung, LabVIEW, Motorsteuerung

BA/MA | Supraleitende Nanodrähte mittels Elektronenstrahllithographie
Nanodrähte
Nanodrähte

Für die Strukturierung von Dünnschicht Supraleitern wie Yttrium-Barium-Kupferoxid (YBCO) verwenden wir einen fokussierten Elektronenstrahl zur Erzeugung der Lackmaske. Die erreichbare Auflösung kann dabei im zweistelligen Nanometerbereich liegen. Im Rahmen dieser Arbeit soll der Lithographieprozess zur Herstellung von supraleitenden Nanodrähten mittels Elektronenstrahllithographie untersucht und optimiert werden.

Vorkenntnisse: Begeisterung für Forschung, sowie engagiertes, sorgfältiges und zielgerichtetes Arbeiten

Stichworte: Supraleiter, Dünnschicht, Lithographie, Nanobrücken

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