Jörg Wrachtrup - Jörg Wrachtrup
Jörg Wrachtrup (* 27. Dezember 1961) ist ein deutscher Physiker . Er ist Direktor des 3. Physikalischen Instituts und des Zentrums für Angewandte Quantentechnologie der Universität Stuttgart. Er ist berufener Max-Planck-Fellow am Max-Planck-Institut für Festkörperforschung in Stuttgart. Wrachtrup ist ein Pionier der Festkörper-Quantenphysik. Bereits in seiner Doktorarbeit führte er die ersten Elektronenspinresonanzexperimente an Einzelelektronenspins durch. Die Arbeit wurde in enger Zusammenarbeit mit M. Orrit vom CNRS Bordeaux durchgeführt. Um die erforderliche Empfindlichkeit und Selektivität zu erreichen, wurde die optische Anregung einzelner Moleküle mit Spinresonanztechniken kombiniert. Diese optisch detektierte Magnetresonanz basiert auf spinabhängigen optischen Auswahlregeln. Ein wichtiger Teil der frühen Arbeiten war die kohärente Kontrolle. Als Ergebnis wurden die ersten kohärenten Experimente zu Einzelelektronenspins und Kernspins in Festkörpern durchgeführt.
Während seiner Tätigkeit an der TU Chemnitz leitete er ein Forschungsteam, das erstmals sowohl das optische als auch das Spinsignal eines einzelnen Dotierstoffatoms in einem Festkörper nachweisen konnte. Der spezielle Dotierstoff war ein Stickstoffatom, verbunden durch eine Leerstelle, das Stickstoff-Leerstellenzentrum (NV) in Diamant . Diese Pionierarbeit hat Standards für zahlreiche Folgestudien einzelner NV-Zentren mit dem Ziel der Manipulation einzelner Elektronen- und Kernspins in Festkörpern ( Quantencomputer ) geschaffen. Im Gegensatz zu früheren Studien an Einzelmolekülen ist der Zielspinzustand in diesen Systemen ein Grundzustand. Dies erleichtert die Quantenkontrolle, da sich die Spinrelaxations- und Kohärenzzeiten selbst unter Umgebungsbedingungen als außergewöhnlich lang erwiesen haben. Außerdem erwies sich das Defektzentrum im Gegensatz zu den meisten anderen Einzelquantenemittern als bedingungslos photostabil. Diese Entdeckung ist die Grundlage für zahlreiche Anwendungen von Defekten in Diamant als Einzelphotonenquelle, Quantenregister und in der Magnetometrie.
Wrachtrup hat mehrere bahnbrechende Beiträge zur Festkörper-Quantenphysik geleistet. Dies ist vor allem die Demonstration der nanoskaligen Quantensensorik von Magnetfeldern unter Verwendung einzelner Defekte. Seine Gruppe führte Spin-Hamiltonian-Engineering durch, um elektrische Felder sowie die Temperatur unter Verwendung einzelner Defektzentren zu messen. Die erste Verschränkung zwischen Einzelelektronen- und Kernspins in Festkörpern sowie die Einzelschuss-Quantenzustandsauslesung gelang seiner Gruppe. Nanoskalige Quantensensoren erwiesen sich auch als in der Lage, einzelne Elektronenspins zu detektieren sowie Kernspinresonanzsignale mit beispielloser Empfindlichkeit und räumlicher Auflösung zu messen.
Für seine Arbeiten erhielt Wrachtrup zahlreiche Auszeichnungen, darunter den Leibniz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft, den Max-Planck-Preis der Humboldt-Stiftung und der Max-Planck-Gesellschaft, den Zeiss-Forschungspreis, die Goldmedaille der International Society for Electron Spin Resonance, den Heinrich-Hertz-Preis der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. Wrachtrup ist seit 2014 kontinuierlich als Highly Cited Researcher gelistet und wurde zum Max Planck Fellow des Max-Planck-Instituts für Festkörperforschung sowie zum Mitglied der Berlin Brandenburg Academy of Science berufen.