Faza 1: Pregătirea infrastructurii pentru optica cuantică și investigații preliminare pentru realizarea de materiale: fibra optică, dot-uri cuantice și optimizarea heterostructurilor half-metal/semiconductor (SC/HM).

Valoare fază: 1,530,655 lei
Termen de predare: 07.12.2023

Rezultate de cercetare:

Rezultatele etapei sunt: 1 cerere de brevet, 6 articole publicate, 14 participări la conferințe, 1 metoda și 2 studii.
Față de rezultatele preconizate, am realizat în plus: 1 cerere de brevet, 2 articole, 8 participări la conferințe și 1 studiu.
Indicatorii de realizare ai proiectului au fost realizați integral. Activitățile proiectului din această fază au fost încheiate cu succes, iar obiectivele proiectului sunt îndeplinite în întregime, după cum sugerează și indicatorii listați în continuare.

Cerere de brevet:

Cristian Morari, Cristian Tudoran, Flaviu Turcu, Circuit discriminator si algoritm pentru detecția coincidentei fotonilor singulari, Nr. Înregistrare RO-A/00321, 22/06/2023

Articole

  • Levente Máthé, Zoltán Kovács-Krausz, Ioan Botiz, Ioan Grosu, Khadija El Anouz, Abderrahim El Allati, and Liviu P. Zârbo, Phonon-assisted tunneling through quantum dot systems connected to Majorana bound states, Nanomaterials 13, 1616 (2023).
  • Doru Sticlet and Frédéric Piéchon, Non-Lifshitz invariants corrections to Dzyaloshinskii-Moriya interaction energy, Phys. Rev. B 107, 195404 (2023).
  • Cătălin Pașcu Moca, Doru Sticlet, Balázs Dóra,and Gergely Zaránd, PT-symmetry phase transition in a Bose-Hubbard model with localized gain and loss, Phys. Rev. B 107, 115111 (2023).
  • Doru Sticlet, Cătălin Paşcu Moca, and Balázs Dóra, Correlations at higher-order exceptional points in non-Hermitian models, Phys. Rev. B 108, 075133 (2023).
  • Swapna, M.N.S., Tripon, C., Gutt, R., Farcas, A., Bojan, M.,Korte, D., Kacso, I., Franko, M., Dadarlat, D., Non-Contact and Self-Calibrated Photopyroelectric Method for Complete Thermal Characterization of Porous Materials, Materials 16 (15), 5242 (2023).
  • Tripon, C., Swapna, M.N.S., Cobirzan, N., Korte, D., Gutt, R., Bojan, M., Franko, M., Dadarlat, D., Improved Photopyroelectric (PPE) Configuration for Thermal Effusivity Investigations of Porous Solids, Materials 16 (7), 2880 (2023).

Metode:

  • Ovidiu Pană, Sergiu Macavei, Dana Toloman, Maria Ștefan, Metoda de preparare prin ablație laser; produse de tip SC(II-VI)/HM/substrat.

Studii:

  • Ovidiu Pană, Sergiu Macavei, Cristian Leoștean, Studiu al corelației condiții de preparare-proprietăți, produse SC/HM/substrat.
  • Máthé Levente, Sticleț Doru, Zârbo P. Liviu. Influenta Fononilor Optici Asupra Transportului Cuantic în Dot-uri Cuantice Conectate la Moduri Zero Majorana.

Conferințe:

  • Levente Máthé and Liviu P. Zârbo, Phonon-assisted tunneling through quantum dot systems connected to Majorana bound states, Spring School on Superconducting Qubit Technology 2023, Apr 11 – Apr 21, Benasque  – prezentare poster.
  • Levente Máthé, Ioan Grosu and Liviu P. Zârbo, Phonon-assisted tunneling current through a quantum dot coupled to a Majorana nanowire, 14th International Conference Processes in Isotopes and Molecules (PIM 2023), 19-22.09.2023, Cluj-Napoca, Romania- prezentare poster.
  • Levente Máthé, Doru Sticlet and Liviu P. Zârbo, Phonon signatures in Majorana mode detection for quantum computing, International Conference on Advanced Scientific Computing (ICASC 2023), 18-20.10.2023, Cluj-Napoca, Romania – prezentare orală.
  • Levente Máthé, Ioan Grosu and Liviu P. Zârbo, Majorana fingerprints in an asymmetrically connected quantum dot nanodevice under electron-phonon effects, 15th International Conference on Physics of Advanced Materials (ICPAM-15), 19-26.11.2023, Sharm El Sheikh, Egipt – prezentare orală.
  • Doru Sticlet, Correlations at exceptional points in the spectra of non-Hermitian quantum systems, 14th International Conference Processes in Isotopes and Molecules (PIM 2023), 19-22.09.2023, Cluj-Napoca, Romania – prezentare orală.
  • Doru Sticlet, Non-Hermitian linear response theory and its applications, Non-Hermitian Topology: from Classical Optics to Quantum Matter, International Workshop 14 – 18 August 2023 – prezentare orală.
  • Larisa Pioras-Timbolmas, Liviu Zarbo, Noise topography in superconducting qubits, The European Summer School in Quantum Science and Technology, 17-22 Septembrie 2023, Dorint Hotel Durbach – prezentare poster.
  • Larisa Pioras-Timbolmas, Liviu Zarbo, Exploring the terrain of noise in superconducting qubits, Processes in Isotopes and Molecules, 2023, Cluj-Napoca, Romania – prezentare poster.
  • Larisa Pioras-Timbolmas, Liviu  Zarbo, Fluxonium qubits for quantum computing, Internațional conference on advanced scientific computing ICASC, 18-20 Oct 2023 – Cluj-Napoca – prezentare orala.
  • Larisa Pioras-Timbolmas, Liviu Zarbo, Optimizing devices based on the fluxonium qubits Spring, School on Superconducting Qubit Technology 2023, Apr 11 – Apr 21, Benasque  – prezentare poster
  • Liviu Zarbo, Larisa Pioras-Timbolmas, Luiza Buimaga-Iarinca, Building Better Superconducting Qubits, 14th International Conference Processes in Isotopes and Molecules (PIM 2023), 19-22.09.2023, Cluj-Napoca, Romania- prezentare orala.
  • O. Pana, M. Stefan, D. Toloman, S. Macavei, C. Leostean, A. Popa, S. Gutoiu, C. M. Teodorescu, S. Colis; Proximity Effects at Semiconductor/Half-Metal Interfaces, 21 st International Balkan Workshop on Applied Physics and Materials Science 11-14 July 2023 Constanta, Romania – prezentare orala.
  • O. Pana, M. Stefan, D. Toloman, S. Macavei, C. Leostean, A. Popa, S. Gutoiu, C. M. Teodorescu, S. Colis, Charge/spin transfer at interfaces between thin ferromagnetic films an 2D semiconductors, Processes in Isotopes and Molecules 2023 (PIM-2023), Sept.19-22, 2023 in Cluj-Napoca, Romania – prezentare poster.
  • Liviu Zarbo, Cristi Morari, Cristian Tudoran, Towards Quantum Key Distribution Devices, Space Systems Engineering Workshop, 21.11.2023, UTCN, Cluj-Napoca – prezentare orala.
  • M. Stan, A. Ciorîță, A.M. Rostas, S. Macavei, M.D. Lazar, ”Chemical synthesis of Al2O3 particles from aluminum beverage cans”, 14-th International Conference “Processes in Isotopes and Molecules” (PIM), Cluj-Napoca, Romania, 19-22 septembrie, 2023, Book of Abstracts, pag. 171.

Faza 2a: Finalizarea infrastructurii pentru optica cuantică și a setup-urilor experimentale pentru materiale pentru QKD. Investigarea calității surselor de energie pentru aplicații mobile QKD, atenuării în fibra optică și optimizarea heterostructurilor HM/vdW.

Valoare fază: 565.008 lei
Termen de predare: 14.06.2024

Rezultate de cercetare:

Rezultatele și concluziile prezentei etape de implementare a proiectului sunt prezentate în continuare:

  • Am obținut date despre stabilitatea a conformerilor colorantului IR 783 utilizat pentru a face dot-uri de carbon. Aceste date vor fi utilizate pentru construcția dot-urile și implicit a surselor de lumină bazate pe ele.
  • Evoluția frecvențelor de rezonanță pentru bateriile de litiu ca urmare a îmbătrânirii. Aceste baterii sunt investigate pentru aplicații cum sunt stațiile de comunicații cuantice la sol care sunt amplasate în zone montane izolate de mare altitudine.
  • Timpii de relaxare și populațiile din qubiții supraconductori de tip fluxonium pentru o plajă largă de parametri experimentali.
  • Filme de CoFe2O4 pe substrat de MgO(100) pentru aplicații spintronice, depuse cu ajutorul PLD și caracterizate complet.
  • 3 articole în reviste cotate ISI,
  • 2 proceeding-uri la conferințe internaționale.

Articole

  • Observation of Josephson harmonics in tunnel junctions D Willsch, D Rieger, P Winkel, M Willsch, C Dickel, J Krause, Y Ando, Luiza Buimaga, C Morari…, Nature Physics volume 20, pages 815–821 (2024).
  • Hydrogen crystals reduce dissipation in superconducting resonators F Valenti, AN Kanagin, A Angerer, L Buimaga-Iarinca, C Morari, …Physical Review B Phys. Rev. B 109, 054503.
  • Comparative study of the vibrational contributions to electrochemical potential in Na2 -Mn-DOBDC and Li2 -Mn-DOBDC electrodes C. Morari, L. Buimaga-Iarinca, C. Tripon, R.V.F. Turcu, Electrochimica Acta 473 (2024) 143493.

Proceeding-uri în  conferințe:

Faza 2b: Finalizarea infrastructurii pentru optica cuantică și a setup-urilor experimentale pentru materiale pentru QKD. Investigarea calității surselor de energie pentru aplicații mobile QKD, atenuării în fibra optică și optimizarea heterostructurilor HM/vdW.

Valoare fază: 847.512 lei
Termen de predare: 21.11.2024

Rezultate de cercetare:

Rezultatele și concluziile prezentei etape de implementare a proiectului sunt prezentate în continuare:

  • Am proiectat realizat și testat un dispozitiv pentru detecția optimală a fotonilor singulari și/sau în coincidență utilizând microcontrolere și detectori single photon
  • Am calibrat parametri experimentali specifici (i.e. timpi morți în electronica de achiziție) în vederea minimizării impactului sau asupra rezultatelor reale
  • Am verificat proprietățile statistice ale pulsurilor de fotoni detectori în vederea validării metodologiei
  • Am analizat dependență coeficienților de atenuare în fibra de aceea a calității și lungimii fibrei
  • Am investigat transmiterea de informație (i.e. fotoni polarizați în mod controlați) prin diverse tipuri/lungimi de fibra optică
  • 3 metode
  • 1 studiu
  • 3 articole în reviste cotate ISI
  • 2 proceeding-uri la conferințe internaționale.

Cerere de brevet USPTO:

US20230107661A1, Thomas Jung, Aisha Ahsan, Sk Rejaul,Mehdi Heydari, Lutz H. Gade, Luiza Tania Buimaga-Iarinca, Ioan Cristian Morari, Method and device for storing free atoms, molecules and ions in a contact-less, albeit well-defined near surface arrangement (2024).

Articole ISI

  • Observation of Josephson harmonics in tunnel junctions, D Willsch, D Rieger, P Winkel, M Willsch, C Dickel, J Krause, Y Ando, Luiza Buimaga, C Morari, Nature Physics volume 20, pages 815–821 (2024).
  • Hydrogen crystals reduce dissipation in superconducting resonators, F Valenti, AN Kanagin, A Angerer, L Buimaga-Iarinca, C Morari, Physical Review B Phys. Rev. B 109, 054503.

Proceeding-uri în  conferințe:

Studiu

L Buimaga, Studiu computațional asupra structurii interne a materialelor de tip NitrAl/AlNx in vederea utilizării lor pentru fabricarea de qubiți supraconductori

Metode:

  1. Metodă teoretică pentru calculul distribuțiilor statistice în pulsuri cu 2 fotoni.
  2. Metodă optimizată pentru măsurarea pulsurilor laser cu 1 foton.
  3. Metoda de preparare filme multistrat grafenă/FePt/substr.

Prezentări la conferințe internaționale:

  1. Levente Máthé, Ioan Botiz, Ioan Grosu, Liviu P. Zârbo Phonon signatures in the tunneling current through quantum dot-Majorana nanowire junctions, From Solid-State to Biophysics XI, 8-15. 06. 2024, Dubrovnik, Croația 2024.
  2. Levente Máthé, Ioan Grosu, Liviu P. Zârbo, The effect of electron-phonon interaction on Majorana signatures in quantum dot probes, The 16th International Conference on Physics of Advanced Materials (ICPAM-16), 7-15. 09. 2024, Akdeniz University, Antalya, Turkey 2024.
  3. D. Sticlet, Anomalous correlations at exceptional points in non-Hermitian quantum systems, TIM 24, Physics Conference, 5.30.2024-1.06.2024, Timișoara, Romania 2024
  4. L.-M. Pioras-Timbolmas, Fine-tuning fluxonium qubit devices for enhanced performance, ROCAM – 10th International Conference On Advanced Materials, 15-18 Iulie 2024, București, Romania.
  5. Luiza Buimaga-Iarinca, Cristian Morari, Liviu Zârbo, Computational tools in material science, ROCAM – 10th International Conference On Advanced Materials, 15-18 Iulie 2024, București, Romania.
  6. Luiza Buimaga-Iarinca, Computational assessment of Aluminum-based Josephson junctions as building blocks for quantum processors, One-day workshop: The future of Quantum Technologies in Romania, Măgurele, Romania.

Faza 2c: Finalizarea infrastructurii pentru optica cuantică și a setup-urilor experimentale pentru materiale pentru QKD. Investigarea calității surselor de energie pentru aplicații mobile QKD, atenuării în fibra optică și optimizarea heterostructurilor HM/vdW.

Valoare fază: 361.044 lei
Termen de predare: 21.11.2024

Rezultate de cercetare:

Rezultatele și concluziile prezentei etape de implementare a proiectului sunt prezentate în continuare:

  • S-au obținut filme subțiri CoFe2O4/MgO (CFO)
  • S-a stabilit gradul de inversie și s-a efectuat analiza compozițională a filmelor CFO
  • Au fost caracterizate filmele MoS2 pe suport de FePt cu substrat de MgO; și filmele CFO prin XRD, XPS, Raman, Uv-Vis
  • A fost creată o baza de date cu parametrii bateriilor de litiu care permite predicții statistice asupra calității bateriilor
  • S-a publicat 1 articol și au fost susținute 2 prezentări la conferințe
  • A fost dezvoltată 1 metodă.

Articol ISI

  • Comparative study of the vibrational contributions to electrochemical potential in Na2 -Mn-DOBDC and Li2 -Mn-DOBDC electrodes, C. Morari, L. Buimaga-Iarinca, C. Tripon, R.V.F. Turcu, Electrochimica Acta 473 (2024) 143493.

Metode:

  1. Metoda de preparare filme multistrat MoS2/FePt/substr si MoS2/CoFe2O4/substr.

Prezentări la conferințe:

  1. O. Pana, M. Stefan, D. Toloman, S. Macavei, C. Leostean, A. Popa, S. Gutoiu, C. M. Teodorescu, S. Colis, Emerging properties in ferromagnetic semiconductors through interfacial charge-spin transfer in nanocomposites with half-metals, ROCAM – 10th International Conference On Advanced Materials, 15-18 Iulie 2024, București, Romania.
  2. C. Morari, D. Rambabu, Luiza, Mihaela Buga and A. Vlad, Impact of Vibrational Contributions on the Equilibrium Voltage of MOF-like Alkali-Mn-DOBDC Electrochemical Cells ElectROBatt Bucuresti Romania, (2024).