초록 ▼

□ 연구개발 목표
1. 고체 내부 점결함과의 고효율 양자인터페이스 구축
• 고효율 다초점 메타렌즈가 결합된 다이아몬드 NV-센터 개발
• 위치 재형성 가능한 메타렌즈 개발을 통해 내부 점결함과의 양자인터페이스 극대화
2. 고체 표면 점결함과의 고효율 양자인터페이스 구축
• 극미세 표면 플라즈모닉 안테나가 결합된 다이아몬드 NV-센터 개발
• 점결함 위치 결정형 나노 안테나를 통한 표면 점결함과의 양자인터페이스 극대화

□ 연구개발 내용
1. 고체 내부 점결함과의 고효율 양자인터

□ 연구개발 목표
1. 고체 내부 점결함과의 고효율 양자인터페이스 구축
• 고효율 다초점 메타렌즈가 결합된 다이아몬드 NV-센터 개발
• 위치 재형성 가능한 메타렌즈 개발을 통해 내부 점결함과의 양자인터페이스 극대화
2. 고체 표면 점결함과의 고효율 양자인터페이스 구축
• 극미세 표면 플라즈모닉 안테나가 결합된 다이아몬드 NV-센터 개발
• 점결함 위치 결정형 나노 안테나를 통한 표면 점결함과의 양자인터페이스 극대화

□ 연구개발 내용
1. 고체 내부 점결함과의 고효율 양자인터페이스 구축
1) 고효율 다초점 메타렌즈가 결합된 다이아몬드 NV-센터 개발
• 다양한 초점 거리의 유전체 메타렌즈를 도입하여 고체 내부 점결함으로부터의 광자 수집 최적화
✔ 높은 투과율 및 집속 효율을 가지는 다초점 메타 원자 및 메타 렌즈 설계
✔ 메타렌즈 패터닝 장비 안정화 및 패터닝 조건 최적화
✔ 메타렌즈 식각 공정 레시피 최적화
1) 위치 재형성 가능한 메타렌즈 개발을 통해 내부 점결함과의 양자인터페이스 극대화
• 다이아몬드 내부 NV-센터와 메타렌즈 간 정밀 결합이 가능한 고정밀 자동화 전사 공정기술 개발
• NA 1.4이상의 메타렌즈 디자인, 제작 및 NV-센터와의 정밀 결합을 통해 광자 수집률 50%이상 달성
✔ 메타렌즈 전사 조건 설정
✔ 전사 공정 장비 안정화 및 공정 자동화
✔ 다이아몬드 NV-센터 광자 수집 효율 측정
2. 고체 표면 점결함과의 고효율 양자인터페이스 구축
1) 극미세 표면 플라즈모닉 안테나가 결합된 다이아몬드 NV-센터 개발
• 다이아몬드 NV-센터 ZPL(637nm)의 공진 파장을 갖는 극미세 플라즈모닉 안테나 설계
• 20 nm 이하의 선폭을 갖는 극미세 플라즈모닉 안테나 제작
• 플라즈모닉 나노 안테나가 결합한 다이아몬드 표면 NV-센터 광자 수집 최적화(>50%)
1) 점결함 위치 결정형 나노 안테나를 통한 표면 점결함과의 양자인터페이스 극대화
• 금속 나노-슬롯 안테나를 이온주입 마스크로 사용하여 표면 NV-센터의 위치를 안테나의 위치와 일치시킴
• 표면 NV-센터와 나노 안테나 간 초정밀 자동 결합을 통한 표면 NV-센터 광자 수집 극대화
• 10 nm 선폭을 갖는 초극미세 안테나 개발 및 이를 통한 광자 수집률 극대화(>90%)

□ 활용계획 및 기대효과 (응용분야 및 활용범위 포함)
▪ 양자 컴퓨터의 성능의 제한이 되는 고체 점결함 광자 수집률 저하를 해결함으로써 보다 향상된 성능의 양자 컴퓨터 개발 가능성 기대
▪ 광소자 결합 기술을 개발함으로써 고체 점결함과 다양한 광구조물간의 결합 가능성 확보를 통해 보다 다양한 확장성 개시
▪ 양자 컴퓨터의 원천기술에 디자인, 제작, 기술개발 등의 능력을 가진 인력 양성

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 6
• Ⅰ. 전 단계 연구개발 실적 ... 7
• 1. 연구개발 목표 및 평가항목별 성과 ... 7
• 2. 추진내용 및 연구개발결과 ... 10
• 끝페이지 ... 22