המחקר שלנו מתמקד ביצירת פלטפורמה חדשה למחקר בסיסי במדע קוונטי וליישומים אינטרדיסציפלינריים.

אנו חוקרים את מרכזי הצבע חנקן-חור (NV) ביהלום, המשמשים כאבני בניין לעיבוד מידע קוונטי, סימולציות קוונטיות וחישה קוונטית. 

כיווני המחקר הכלליים במעבדה:

• מחקר בסיסי בתורת הקוונטים ובאינפורמציה קוונטית
• שימוש במרכזי NV באבני בניין למערות חישוב קוונטיות ולסימולציה קוונטית של מערכות רבות-חלקיקים
• טכנולוגיות קוונטיות – פיתוח גלאים ננו-קוונטיים רגישים

לאתר המעבדה

המחקר בקבוצתנו מתמקד בפיתוח שיטות מתקדמות לדימות וחישה בתווכים מורכבים. מטרתנו היא לפתח אמצעים חדשניים שיאפשרו להביט לעומק גוף האדם באופן לא פולשני, לראות דרך ערפל, דרך סיבים דקיקים, ולחוש ולהתריע על אובייקטים שלא ניתנים לגילוי בטכניקות הקונבנציונליות. פריצות הדרך בעבודתנו מתאפשרות באמצעות שילוב דיגיטלי של אור, אולטראסאונד, ושיטות חישוביות מתקדמות לשחזור תמונה מתוך מידע עשיר וייחודי.

לאתר המעבדה

אנחנו חוקרים שיטות להגדלת הקיבולת ושיפור היעילות במערכות תקשורת סיב-אופטיות, לתמיכה בצריכת האינפורמציה הגדלה של האנושות. החידושים שלנו ברמת התקנים פוטוניים מבוססים על מבנים מהונדסים להולכת אור על גבי שבב (מעגלים פוטוניים מודפסים לביצוע משימה ייעודית, בדומה למתבצע במעגלים אלקטרוניים), בניית תתי-מערכות בשימוש באופטיקה מרחבית (עדשות, סריגי דיפרקציה, מסכות פאזה, וכד'), וכן השילוב ביניהם. התקנים ותתי-מערכות אלו מאפשרים לנהל את תעבורת התקשורת ברשתות אופטיות מורכבות, כמו אלו בתשתית האינטרנט ובמרכזי אגירת ועיבוד הנתונים ('הענן'). 
ארגז הכלים העומד לרשותנו כולל: שימוש בכל דרגות החופש האופטיות (זמן, תדר, פאזה, קיטוב, ומרחב), עיצוב המרחב הדו-ממדי והתלת-מימדי בכלים ליטוגרפיים בסקלה ננומטרית, חומרים עם תכונות פיסיקליות מתאימות לרבות אפקטים אלקטרואופטיים ולא-ליניאריים וניצולם, והנעה מכנית בטכנולוגיית ממס. 

לאתר המעבדה

• גילוי מוקשים המוטמנים בקרקע, וחישה כימית של חומרי מטרה שונים באמצעות חיישנים ביו-אופטואלקטרוניים המבוססים על חיידקים פולטי אור מהונדסים גנטית.
• תכנון בנייה ואפיון של התקנים אלקטרו-הולוגרפיים המבצעים מיתוג פוטוני וכיוונון אורכי גל המיועדים ללייזרים של מצב מוצק, בפרט עבור מערכות LIDAR וחיישנים המבצעים חישה מרחוק.
• פיתוח אנטנות רדיו זעירות על מצעי KLTN עבור התקנים רפואיים המושתלים בגוף.

לאתר המעבדה 

אנחנו מפתחים התקנים קוונטיים הפועלים בטמפרטורת החדר. המחקר בקבוצה משלב ידע בהתקנים, פיסיקה ביולוגיה וכימיה. מטרת הקבוצה היא לנצל מולקולות וחלקיים ננומטרים המשפיעים על פני השטח על מנת ליצור דרך לשלב את מכניקת הקוונטים בהתקנים העובדים בטמפרטורת החדר. הקבוצה גם משלבת דרכי חישוב "קלאסיות" עם קוהרנטית קוונטית במרחקים הקטנים. מומחיות הקבוצה היא התקנים ננו-מטרים, גלאים, מקורות, והתקני לוגיקה וזיכרון. מאמץ רב מושקע באלקטרוניקה מבוססת ספינים המשתמשת במולקולות כיראליות. מאמץ זה הביא לפיתוח התקני זיכרון מבוססי ספין פשוטים, ולפריצות דרך בתחום הכימיה והביולוגיה.במחקר מקביל ומשלים אנו חוקרים את המעבר מביולוגיה קוונטית לקלאסית במנגנונים ביולוגים ממשיים.

לאתר המעבדה 

הקבוצה עוסקת בטכנולוגיה חדשנית בעולם האלקטרוניקה הקרויה ספינטרוניקה -  אלקטרוניקה המבוססת ספין האלקטרון. בטכנולוגיה זו זורמים זרמים חשמליים בהם ספין האלקטרון מקוטב בכיוון מוגדר וכך אנו מנצלים את תכונת הספין של האלקטרון מעבר למטענו בלבד על מנת לפרוץ את גבולות האלקטרוניקה הקונבנציונלית.

בקבוצה אנו מפתחים דרכים לשליטה בספין האלקטרון בהתקנים חשמליים מהונדסים ברמה האטומית לאפליקציות חישה, זיכרון ועיבוד.

לאתר המעבדה

מה אנו עושים? אנו לומדים את הפיסיקה והיישומים של מכשירי מדידה זעירים, ש"הפעימות" שלהן נקבעות על ידי תכונות קוונטיות של האטומים. המעבדה תחקור את אבני הבניין הבסיסים של חיישנים קוונטים, תוך שימוש ביישומים ודיספלינות מעולם מטרולגיית זמן ותדר. נענה על שאלות כגון כיצד מתנהגים אטומים כלואים במימדים קטנים? כיצד מבצעים אטומים אינטרקציה עם ודרך קירות? וכמו כן, כיצד מסרקי תדרים מבצעים אינטרציה חזקה עם אטומים? לאור אלו, נפתח סוגים שונים של שעונים אטומים, מגנטומטרים וחיישני שדה-חשמלי על ידי שימוש במסרקי תדרים זעירים, תאי אטומים "חכמים" וננוטכנולוגיה.

לאתר המעבדה

במשך שנים רבות, מאז גילוי התופעה של הרמוניות גבוהות, שאפו חוקרים לשפר את יעילות ההמרה כדי לקבל מקור קרינת X בעוצמות שיאפשרו יישומים שאינם אפשריים כרגע.

אצלנו במעבדה אנו תוקפים בעיה זו בשני כיוונים חדשים: בראשון אנו משתמשים בלייזר רב עוצמה (20 טרה-וואט) במקום בלייזרים הרגילים ומיצרים את ההרמונית בתוך מוקדים ארוכים. הכיוון השני שאנו מיישמים הוא לנצל רזוננס פאנו על מנת ליעל את יצירת ההרמוניות. תהליך זה מעניין לכשעצמו מכיוון שהוא מכיל פיסיקה סופר-מהירה של אינטראקציה רב גופית ואנו חוקרים את גם התהליך עצמו.

פרויקטים נוספים שמתקיימים אצלנו הם עירור של גלים דמויי צונאמי בפלסמות תוך שימוש בתופעת האוטורזוננס ופיתוך משפחת לייזרי פמטושניה בתחום האינפרא אדום.

לאתר המעבדה