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Defeitos em sólidos para aplicações quânticas
Defeitos opticamente ativos em sólidos podem funcionar como uma interface entre graus de liberdade óptico e de spin, fornecendo o bloco fundamental para o desenvolvimento de tecnologias de comunicação e sensoriamento quânticas. Na minha pesquisa, investigo defeitos opticamente ativos em semicondutores tradicionais (carbeto de silício, SiC) e novos materiais bidimensionais (nitreto de boro hexagonal, hBN), com interesse particular na compreensão de suas estruturas microscópicas para obter novas avenidas de controle de seus graus de liberdade quânticos.
Gilardoni, C. M.*, Barker, S. E.*, Curtin, C. L., Fraser, S. A., Powell, O., Lewis, D. K., ... & Stern, H. L. (2024). A single spin in hexagonal boron nitride for vectorial quantum magnetometry. Nature Communications 16, 4947.
Stern, H. L.*, M. Gilardoni, C.*, Gu, Q., Eizagirre Barker, S., Powell, O. F., Deng, X., ... & Atatüre, M. (2024). A quantum coherent spin in hexagonal boron nitride at ambient conditions. Nature Materials, 23, 1379.
Hendriks, J.*, Gilardoni, C. M.*, Adambukulam, C., Laucht, A., & van der Wal, C. H. (2022). Coherent spin dynamics of hyperfine-coupled vanadium impurities in silicon carbide. arXiv preprint arXiv:2210.09942.
Gilardoni, C. M., Ion, I., Hendriks, F., Trupke, M., & van der Wal, C. H. (2021). Hyperfine-mediated transitions between electronic spin-1/2 levels of transition metal defects in SiC. New Journal of Physics, 23, 083010.
Gilardoni, C. M.*, Bosma, T.*, Van Hien, D., Hendriks, F., Magnusson, B., Ellison, A., ... & van der Wal, C. H. (2020). Spin-relaxation times exceeding seconds for color centers with strong spin–orbit coupling in SiC. New Journal of Physics, 22, 103051.
Bosma, T., Lof, G. J., Gilardoni, C. M., Zwier, O. V., Hendriks, F., Magnusson, B., ... & van der Wal, C. H. (2018). Identification and tunable optical coherent control of transition-metal spins in silicon carbide. npj Quantum Information, 4, 48.
Óptica e spins em semicondutores bidimensionais
Dicalcogenetos de metal de transição são semicondutores 2D em que os graus de liberdade óptico, de spin e de vale estão intricamente ligados. Minha pesquisa tem estudado o papel das simetrias espacial e de reversão de tempo em restringir os caminhos possíveis de espalhamento de spin, assim como a caracterização de estados excitônicos e relacionados a defeitos em heterostruturas destes materiais.
Alexeev, E. M., Purser, C. M., Gilardoni, C. M., Kerfoot, J., Chen, H., Cadore, A. R., ... & Ferrari, A. C. (2024). Nature of long-lived moiré interlayer excitons in electrically tunable MoS2/MoSe2 heterobilayers. Nano Letters, 24, 11232.
Sayyad, M., Kopaczek, J., Gilardoni, C. M., Chen, W., Xiong, Y., Yang, S., ... & Tongay, S. A. (2024). The Defects Genome of Janus Transition Metal Dichalcogenides. Advanced Materials, 36, 2403583
Gilardoni, C. M., Hendriks, F., van der Wal, C. H., & Guimarães, M. H. (2021). Symmetry and control of spin-scattering processes in two-dimensional transition metal dichalcogenides. Physical Review B, 103, 115410.
