Jörg Wrachtrup

Jörg Wrachtrup 2016.

Jörg Wrachtrup (född 27 december 1961) är en tysk fysiker . Han är chef för 3rd Institute of Physics och Center for Applied Quantum Technology vid Stuttgart University. Han är utsedd till Max Planck Fellow vid Max Planck Institute for Solid State Research i Stuttgart. Wrachtrup är en pionjär inom fast tillståndets kvantfysik. Redan i sin doktorsavhandling utförde han de första elektronspinresonansexperimenten på enstaka elektronspin. Arbetet utfördes i nära samarbete med M. Orrit vid CNRS Bordeaux. För att uppnå den erforderliga känsligheten och selektiviteten kombinerades optisk excitation av enstaka molekyler med spinresonanstekniker. Denna optiskt detekterade magnetiska resonans är baserad på spinnberoende optiska urvalsregler. En viktig del av det tidiga arbetet var sammanhållen kontroll. Som ett resultat genomfördes de första koherenta experimenten på enstaka elektronspin och kärnspinn i fasta ämnen.

Medan han arbetade vid Chemnitz University of Technology , ledde han ett forskarlag som för första gången har upptäckt både den optiska signalen och spinnsignalen från en enda dopningsatom i ett fast ämne. Det speciella dopämnet var en kväveatom förenad med en vakans, kvävevakanscentret ( NV) i diamant . Detta banbrytande arbete har skapat standarder för ett flertal uppföljningsstudier av enskilda NV-centra som syftar till manipulationer av individuella elektron- och kärnspinn i fasta ämnen ( kvantdator) . I motsats till de tidigare studierna på enstaka molekyler är målspintillståndet i dessa system ett grundtillstånd. Detta underlättar kvantkontroll eftersom spinrelaxations- och koherenstider visade sig vara exceptionellt långa, även under omgivande förhållanden. Dessutom visade sig defektcentret vara ovillkorligt fotostabilt, i motsats till de flesta andra enstaka kvantemitters. Denna upptäckt är grunden för många tillämpningar av defekter i diamant som enskild fotonkälla, kvantregister och magnetometri.

Wrachtrup har gjort flera banbrytande bidrag till fasta tillståndets kvantfysik. Mest anmärkningsvärt är detta demonstration av kvantavkänning i nanoskala av magnetfält med hjälp av enstaka defekter. Hans grupp utförde spin Hamiltonian engineering för att mäta elektriska fält såväl som temperatur med hjälp av enstaka defektcentra. Den första intrasslingen mellan enstaka elektron- och kärnsnurr i fasta ämnen såväl som avläsning av kvanttillstånd i ett enda skott utfördes av hans grupp. Kvantsensorer i nanoskala visade sig också kunna detektera enstaka elektronsnurr samt mäta kärnmagnetiska resonanssignaler med oöverträffad känslighet och rumslig upplösning.

Wrachtrup fick många utmärkelser för sitt arbete, inklusive Leibniz-priset från den tyska vetenskapsstiftelsen, Max Planck-priset från Humboldt Foundation och Max Planck Society, Zeiss Research Award, guldmedaljen från International Society for Electron Spin Resonance, Heinrich Hertz-priset från det tyska fysiska samhället. Wrachtrup är kontinuerligt listad som Highly Cited Researcher sedan 2014 och har utsetts till Max Planck Fellow vid Max Planck Institute for Solid State Research samt medlem av Berlin Brandenburg Academy of Science.