Katsaros Group

Nanoelektronik

Es ist unmöglich, sich ein modernes Leben vorzustellen, ohne an die Vielzahl mikroelektronischer Anwendungen zu denken, die uns umgeben. Diese Entwicklung ist jedoch erst mit der Erfindung des Transistors in den 50er Jahren möglich geworden. Das damals wenige Zentimeter große Gerät, ein Produkt rein wissenschaftlicher Neugier, führte zu einer technologischen Revolution. Heute ist die Größe der Transistoren auf weniger als 14 nm geschrumpft und die Quantenphysik kommt ins Spiel. Grundlagenforscher versuchen, neue Konzepte zu entwickeln, die die Quantenmechanik nutzen und die Informationsverarbeitung nach völlig anderen Prinzipien betreiben.


Loss und DiVincenzo schlugen 1998 die Verwendung von Elektronenspins als elementare Qubits vor, um einen Quantencomputer zu realisieren. In den letzten Jahren haben sich Si und Ge als vielversprechende Materialien für die Realisierung von Spin-Qubits herausgestellt, da sie isotopengereinigt werden können, was zu sehr langen Kohärenzzeiten führen kann. Parallel zur Entwicklung von Spin-Qubits, ist das Interesse in den letzen Jahren an topologische Qubits enorm gestiegen. Es wird vorausgesagt, dass solche topologischen Qubits robust gegenüber Dekohärenz sind. Im Mittelpunkt dieser Vorschläge stehen die sogenannten Majorana-Fermionen. Verschiedene Studien haben die Verwendung von topologischen Isolatoren und Halbleiter-Nanodrähten zur Realisierung von Majorana-Fermionen nahegelegt.


In der Nanoelektronik Gruppe untersuchen wir Spin-Qubits in Ge-basierten Systemen, selbstorganisierten Nanostrukturen und lithografisch definierten QDs in zweidimensionalen Lochgasen. Parallel dazu wollen wir verstehen, ob Majorana-Fermionen in einem Lochsystem realisiert und nachgewiesen werden können. Schließlich werden hybride Al / InAs-Nanodrähte untersucht, um die topologischen Eigenschaften von Majorana-Fermionen nachzuweisen. Während sich unsere Forschung auf die Realisierung verschiedener Arten von Qubits konzentriert, ist die Gruppe sehr daran interessiert, neue grundlegende Physik zu studieren, die in Halbleiter-Nanogeräten auftaucht.


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Laufende Projekte

Loch-Spin-Qubits und Majorana-Fermione in Germanium | Hybride Halbleiter-Supraleiter-Quantenelemente |Loch-Spin Orbit-Qubits in Ge-Quantentrögen | Auf dem Weg zu skalierbaren Hut Wire-Geräten | Topologisch geschützte und skalierbare Qubits


Publikationen

Valentini M, Peñaranda F, Hofmann AC, Brauns M, Hauschild R, Krogstrup P, San-Jose P, Prada E, Aguado R, Katsaros G. 2021. Nontopological zero-bias peaks in full-shell nanowires induced by flux-tunable Andreev states. Science. 373(6550), 82–88. View

Jirovec D, Hofmann AC, Ballabio A, Mutter PM, Tavani G, Botifoll M, Crippa A, Kukucka J, Sagi O, Martins F, Saez Mollejo J, Prieto Gonzalez I, Borovkov M, Arbiol J, Chrastina D, Isella G, Katsaros G. 2021. A singlet triplet hole spin qubit in planar Ge. Nature Materials. View

Gao F, Zhang JY, Wang JH, Ming M, Wang T, Zhang JJ, Watzinger H, Kukucka J, Vukušić L, Katsaros G, Wang K, Xu G, Li HO, Guo GP. 2021. Ge/Si quantum wires for quantum computing. 2021 5th IEEE Electron Devices Technology and Manufacturing Conference, EDTM 2021. EDTM: 5th IEEE Electron Devices Technology and Manufacturing Conference, 9420817. View

Scappucci G, Kloeffel C, Zwanenburg FA, Loss D, Myronov M, Zhang J-J, Franceschi SD, Katsaros G, Veldhorst M. The germanium quantum information route. Nature Reviews Materials. View

Kukucka J. 2020. Implementation of a hole spin qubit in Ge hut wires and dispersive spin sensing. IST Austria. View

Zu Allen Publikationen

Karriere

seit 2016 Assistant Professor, IST Austria
2012 – 2016 Group Leader, Johannes Kepler University, Linz, Austria
2011 – 2012 Group Leader, Leibniz Institute for Solid State and Materials Research, Dresden, Germany
2006 – 2010 Postdoc, CEA, Grenoble, France
2006 PhD, Max Planck Institute for Solid State Research, Stuttgart, Germany
2001 – 2002 Research Assistant, National Center for Scientific Research “Demokritos”, Athens, Greece


Ausgewählte Auszeichnungen

2015 Elected member of the Young Academy of the Austrian Academy of Sciences (ÖAW)
2013 ERC Starting Grant
2013 FWF START Award
2012 FWF Lise Meitner Fellowship
2011 Marie Curie Carrier Integration Grant


Zusätzliche Informationen

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