Quantum limited force sensitivty for scanning probes
- Reference number
- ITM17-0343
- Start and end dates
- 190101-231231
- Amount granted
- 8 000 000 SEK
- Administrative organization
- KTH - Royal Institute of Technology
- Research area
- Materials Science and Technology
Summary
We will develop a quantum-limited force senor for Atomic Forces Microscopy. Prof. David Haviland will advise one new post doc and one new PhD student in this project. In three years they will design, fabricate and test the force sensor, and integrate it with a commercial scanner to form the first prototype of our instrument. Our concept and designs build on proof-of-concepts experiments with strong-coupling quantum-electro-mechanical systems that have emerged in the last decade. Our sensor will improve the force sensitivity by more than 3 orders of magnitude and it will improve bandwidth by more than 5 orders of magnitude, compared with current state of the art. We will work to disseminate our results by developing strategic alliances with early adapters of our innovation. During this project we will also evaluate the potential to make a commercial spin-off activity to further finance development.
Popular science description
Idag finns det enorma framsteg inom mätteknik som närmar kvantgränsen, där osäkerhet i mätningen bestäms av grundläggande kvantfysik och Planks konstant. De teoretiska idéerna bakom denna utveckling har utvecklats under de tidiga dagarna av gravitationsvågdetektering, men detektorerna som vann förra årets Nobelpris i fysik har inte riktigt uppnått kvantitetsbegränsade känslighet. Vi kommer att tillämpa dessa idéer på ett annat område som kräver extremt känslighet i kraftmätning, nämligen Atomic Force Mikroskopi (AFM). AFM används ofta i avancerad materialvetenskap och det finns enorm potential att förbättra känsligheten hos kraftdetektorn. Vi strävar efter ett sensorsystem som enkelt kan integreras i AFM i många olika laboratorier runt om i världen.