Ein Mann trägt rote Schutzbrillen und arbeitet konzentriert an einer technischen Apparatur, umgeben von Kabeln und grüner Beleuchtung.
© Fraunhofer IAF

Über uns

Appli­kations­labor Quantensensorik

Das Appli­kations­labor Quanten­sen­sorik: Quanten­ma­gne­to­me­trie für indus­tri­elle Anwendungen 

Das Appli­kations­labor Quanten­sen­sorik am Fraunhofer IAF in Freiburg enthält mehrere bildge­bende Quanten­ma­gne­to­me­ter auf der Basis von NV-Zentren in Diamant, die Messun­gen mit höchs­ter Ortsauf­lö­sung erlau­ben. Das Techni­kum bietet Inter­es­sier­ten aus Indus­trie und Forschung die Möglich­keit, die innova­tive Quanten­ma­gne­to­me­trie für spezi­fi­sche Anwen­dun­gen zu testen. 

Das virtu­elle Appli­kations­labor Quanten­sen­sorik ist eine digitale Nachbil­dung des Techni­kums am Fraunhofer IAF, um das Innova­ti­ons­po­ten­zial der Quanten­sen­sorik für Wirtschaft und Gesell­schaft zu veran­schau­li­chen und den Zugang zu erleich­tern. Ziel ist, mit Unter­neh­men neue Anwen­dungs­sze­na­rien für Quanten­sen­so­ren zu erschlie­ßen. Wir sind sehr an Ihren Frage­stel­lun­gen inter­es­siert und sind gespannt auf Ihre Projektideen.

Kontak­tie­ren Sie uns

Quanten­sen­sorik-Kompe­ten­zen

Die Freibur­ger Insti­tute Fraunhofer IAF und IWM bieten Quanten­sen­sorik-Forschungs­in­fra­struk­tur und ‑Exper­tise.

Mit einer einzig­ar­ti­gen Infra­struk­tur ist das Appli­kations­labor die ideale Anlauf­stelle für Forschungs- und Entwick­lungs­ar­bei­ten auf dem Gebiet der Quanten­ma­gne­to­me­trie. Die Einsatz­ge­biete der Techno­lo­gien und Messsys­teme reichen von der Materi­al­ana­lyse über die indus­tri­elle Prozess­über­wa­chung, die Prüfung von Raumfahrt-Equip­ment oder Nanoelek­tro­nik bis hin zu biome­di­zi­ni­schen Anwendungen.

Mit dem breiten Angebot an hochauf­lö­sen­den und hochemp­find­li­chen Messsys­te­men bietet Fraunhofer die passende Quanten­sen­sor­lö­sung für unter­schied­lichste Mess- oder Entwicklungsanforderungen.

Zwei Forschende betrachten einen optischen Aufbau im Labor.

Die Insti­tute

Fraunhofer IAF

Die Optimie­rung komple­xer elektro­ni­scher Schalt­kreise, die Sicht­bar­ma­chung einzel­ner Bits in elektro­ni­schen Speicher­me­dien oder ein Blick in die winzi­gen Magnet­fel­der von Herz und Gehirn zur Verbes­se­rung der medizi­ni­schen Diagnos­tik – diese Ziele verfol­gen wir am Fraunhofer IAF mit Hilfe der diamant­ba­sier­ten Quanten­sen­sorik.
Unsere Quanten­sen­so­ren errei­chen in der Kombi­na­tion von räumli­cher Auflö­sung und Empfind­lich­keit heraus­ra­gende Eigen­schaf­ten. Verschie­dene Sensor­prin­zi­pien lassen sich mitein­an­der kombi­nie­ren und erlau­ben sehr kompakte Baufor­men bis hin zum vollstän­di­gen System. Aufgrund der beson­de­ren physi­ka­li­schen Eigen­schaf­ten funktio­nie­ren Diamant-Quanten­sen­so­ren bei Raumtem­pe­ra­tur und sind damit ideal für indus­tri­elle Anwen­dun­gen.

Zur Website des Fraunhofer IAF

Gebäude des Fraunhofer IAF in Freiburg
© Fraunhofer IAF

Fraunhofer IWM

Am Fraunhofer IWM erfor­schen wir, wie schwa­che magne­ti­sche Signale in beanspruch­ten Materi­al­pro­ben zur Früherken­nung von Defek­ten genutzt werden können und wie wir dieses Verständ­nis für indus­tri­elle Anwen­dun­gen nutzbar machen können. Um diese Defekte im Magnet­feld der Mikro­pro­ben frühzei­tig zu erken­nen, sind jedoch Magnet­sen­so­ren erfor­der­lich, die wesent­lich empfind­li­cher sind und eine höhere räumli­che Auflö­sung erlau­ben als aktuelle Systeme. Hierfür nutzen wir hochemp­find­li­che Quantenmagnetometer. 

Da wir an der Spitze der angewand­ten Forschung an der Schnitt­stelle zwischen Wissen­schaft und Indus­trie stehen, bieten wir unseren Partnern die Möglich­keit, Teil der nächs­ten Schritte in der Materi­al­wis­sen­schaft zu sein, die durch Quanten­ma­gne­to­me­trie ermög­licht werden.

Zur Website des Fraunhofer IWM

Haupteingang des Fraunhofer IWM
© Fraunhofer IWM

Unsere Exper­tin­nen und Experten

Dr. Philipp D'Astolfo, Fraunhofer IAF
Dr. Philipp D’Astolfo

Mein Physik­stu­dium in experi­men­tel­ler Festkör­per­phy­sik, mit Dokto­rat zum Thema Raster­son­den­mi­kro­sko­pie, absol­vierte ich an der Univer­si­tät Basel. Am Fraunhofer IAF forsche ich als Wissen­schaft­ler in der Gruppe Quanten­sen­sorik seit 2022 zum Thema Raster­son­den-Magne­to­me­trie mit Stick­stoff-Vakanz-Zentren in Diamant. 

Mail | Linke­dIn
Dr. Rebekka Eberle, Fraunhofer IAF
Dr. Rebekka Eberle

Ich habe Erneu­er­bare Energien in Weiden­bach und Freiburg studiert und arbeite nun als Gruppen­lei­te­rin im Bereich der Quanten­technologien. Hierbei ist der Schwer­punkt auf der Entwick­lung von integrier­ten Quanten­sys­te­men mit Stick­stoff­farb­zen­tren in Diamant und deren Einsatz im Quanten­sens­ing und ‑compu­ting.

Mail | Linke­dIn
Dr. Jan Jeske, Fraunhofer IAF
Dr. Jan Jeske

Ich habe Physik am KIT in Karls­ruhe studiert und leite die Gruppe Quanten­sen­sorik im Geschäfts­feld Quanten­bau­ele­mente am Fraunhofer IAF. Ich forsche aktuell auf dem Gebiet der Quanten­sen­sorik. Dabei beschäf­ti­gen wir uns insbe­son­dere mit NV-Magne­to­me­trie in verschie­de­nen Varian­ten: mikro- und nanoska­lige bildge­bende Magnet­feld­mes­sun­gen sowie die Entwick­lung hochsen­si­ti­ver Laserschwellen-Magnetometrie. 

Mail | Linke­dIn
Dr. Peter Knittel, Fraunhofer IAF
Dr. Peter Knittel

Ich bin Gruppen­lei­ter und stell­ver­tre­ten­der Geschäfts­feld­lei­ter am Fraunhofer IAF. Durch das Chemie­stu­dium und die Promo­tion an der Univer­si­tät Ulm kam ich in die Materi­al­for­schung. Schwer­punkt der Forschung in meiner Gruppe ist die Epita­xie von Diamant­fil­men für Quanten­technologien und deren Anwendungen. 

Mail | Linke­dIn
Niklas Mathes, Fraunhofer IAF
Niklas Mathes

Ich habe Physik am KIT in Karls­ruhe studiert und mich auf experi­men­telle Festkör­per­phy­sik spezia­li­siert. Seit 2020 arbeite ich als Wissen­schaft­ler in der Gruppe Quanten­sen­sorik am Fraunhofer IAF. Hier arbeite ich haupt­säch­lich an Weitfeld­ma­gne­to­me­trie basie­rend auf Stick­stoff-Vakanz­zen­tren in Diamant. 

Mail | Linke­dIn

Ausge­wählte Projekte

Abstrakte Kreise in Blau, Violett und Gelb mit einem Schriftzug

Fraunhofer-Leitpro­jekt »QMag«

Das Appli­kations­labor Quanten­sen­sorik am Fraunhofer IAF wurde im Rahmen des Fraunhofer-Leitpro­jekts »QMag«, kurz für Quanten­ma­gne­to­me­trie, errich­tet. In »QMag« haben sich fünf deutsche Fraunhofer-Insti­tute und das briti­sche Fraunhofer CAP zusam­men­ge­schlos­sen, um Quanten­sen­so­ren aus dem Labor in die Indus­trie zu bringen. 

Das Projekt lief von 2019 bis 2023 und wurde mit 10 Mio. Euro zu gleichen Teilen von der Fraunhofer-Gesell­schaft und dem Minis­te­rium für Wirtschaft, Arbeit und Touris­mus Baden-Württem­berg gefördert.

Nahaufnahme eines optischen Aufbaus im Labor des Fraunhofer IAF
© Fraunhofer IAF
»QMag« wurde von der Fraunhofer-Gesell­schaft und dem Minis­te­rium für Wirtschaft, Arbeit und Touris­mus Baden-Württem­berg geför­dert.
Logo des EU-Projekts AMADEUS

EU-Projekt »AMADEUS«

Im Rahmen des Appli­ka­ti­ons­la­bors Quanten­sen­sorik wird am EU-Projekt »AMADEUS« geforscht. In »AMADEUS« werden vier fortge­schrit­tene Anwen­dun­gen in der Quanten­sen­sorik bis TRL 6–7 verfolgt, um gesell­schaft­li­che und wirtschaft­li­che Bedürf­nisse zu erfül­len, für die es noch keine Lösung gibt.

Im Mittel­punkt des Projekts steht die Detek­tion von Defek­ten in Halblei­ter­bau­ele­men­ten mittels Weitfeld­ma­gne­to­me­ter, um eine schnelle Defekt­cha­rak­te­ri­sie­rung und ‑identi­fi­ka­tion in der Halblei­ter­indus­trie zu ermöglichen.

An dem Konsor­tium sind große Unter­neh­men, RTOs, KMUs und akade­mi­sche Partner betei­ligt. Es befasst sich mit der gesam­ten Wertschöp­fungs­kette, vom Diamant­ma­te­rial bis hin zum System, das in der betrieb­li­chen Umgebung arbei­tet, entlang derer der Arbeits­plan organi­siert ist. Die Partner werden das Material und die Kompo­nen­ten herstel­len, die in die opera­ti­ven Systeme einge­baut werden.

2''-Diamantwafer, gehalten von einer Hand im Gummihandschuh
© Fraunhofer IAF