Dominik Hanisch, M. Sc.

My research areas

■ Fabrication and characterization of thin film devices made of oxidic multilayer systems

■ QuBit detection by superconducting single-photon detectors made out of YBaCuO (QVLS)

■ High-temperature superconducting Josephson-junction array as voltage standard made out of YBaCuO

Dominik Hanisch, M. Sc.

511

+49 531 391 3851

d.hanisch(at)tu-braunschweig.de

2025

High-Tc Josephson Junction Arrays Fabricated by He-FIB
Max Pröpper, Dominik Hanisch, Christoph Schmid, Marius Neumann, Paul Julius Ritter, Marc-André Tucholke, Edward Goldobin, Dieter Koelle, Reinhold Kleiner, Meinhard Schilling, Benedikt Hampel
in IEEE Transactions on Applied Superconductivity, vol. 35, no. 5, pp. 1-5, Aug. 2025, Art no. 1100105
doi: 10.1109/TASC.2024.3516741

2024

Model Verification Of U-shaped Antenna Designs For THz Imaging Using Josephson Junctions
Paul Julius Ritter, Marius Neumann, Max Pröpper, Dominik Hanisch, Finn-Niclas Stapelfeldt, Julius Mumme, Meinhard Schilling, Benedikt Hampel
2024 49th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves (IRMMW-THz), Perth, Australia, 2024, pp. 1-2
doi: 10.1109/IRMMW-THz60956.2024.10697863

Superconducting NbTi radiofrequency resonator for surface ion traps
Marjan Schubert, David Fegelein, Dominik Hanisch, Max Pröpper, Meinhard Schilling, Benedikt Hampel
in IEEE Transactions on Applied Superconductivity, vol. 34, no. 3, pp. 1-5, May 2024, Art no. 1100505
doi: 10.1109/TASC.2024.3350588

THz Properties of He-FIB YBa₂Cu₃O_7-x Josephson Junctions
Max Pröpper, Dominik Hanisch, Chistoph Schmid, Paul Julius Ritter, Marius Neumann, Edward Goldobin, Dieter Koelle, Reinhold Kleiner, Meinhard Schilling, Benedikt Hampel
in IEEE Transactions on Applied Superconductivity, vol. 34, no. 3, pp. 1-5, May 2024, Art no. 1100505
doi: 10.1109/TASC.2024.335314

2023

Antenna Designs for Efficient Coupling to Josephson Junctions for THz Microscopy
Paul Julius Ritter, Finn-Niclas Stapelfeldt, Marco Tollkühn, Dominik Hanisch, Max Pröpper, Meinhard Schilling, Benedikt Hampel
IEEE Transactions on Applied Superconductivity 33 (5), 1-52 - 2023
doi: 10.1109/TASC.2023.3249132

High-T_c Josephson Junction Arrays for THz Applications
Dominik Hanisch, Max Pröpper, Paul Julius Ritter, Marco Tollkühn, Meinhard Schilling, Benedikt Hampel
in IEEE Transactions on Applied Superconductivity, vol. 33, no. 5, pp. 1-5, Aug. 2023, Art no. 1501105
doi: 10.1109/TASC.2023.3257285

THz Microscopy With Josephson Cantilevers for Characterization of Additive Manufactured Spiral Phase Plates
Marco Tollkühn, Paul Julius Ritter, Dominik Hanisch, Max Pröpper, Meinhard Schilling, Benedikt Hampel
in IEEE Transactions on Applied Superconductivity, vol. 33, no. 5, pp. 1-5, Aug. 2023, Art no. 2500205,
doi: 10.1109/TASC.2023.3261260

Graduate theses

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

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

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

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

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

Dominik Hanisch, M. Sc.

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