Course Syllabus
Obiettivi
Contenuti sintetici
Realizzazione di un
esperimento volto all'osservazione e gestione dei fenomeni quantistici. Lo
studente potrà approfondire l’ambito di maggior interesse tra materiali
quantistici e dispositivi criogenici per calcolo e metrologia quantistici.
Programma esteso
Il corso consiste in una esperienza di laboratorio eseguita da studenti suddivisi in gruppi da tre o quattro persone.
Le attività laboratoriali saranno precedute da lezioni introduttive sulla correlazione tra proprietà fisiche dei solidi, effetti di quantizzazione e relative tecniche di indagine sperimentale. Oltre al design dell'esperimento e alla caratterizzazione del sistema in esame, le attività saranno completate dell'analisi dati e dalla stesura di una relazione scritta.
Esempi di esperienze:
Fotoluminescenza di strutture quantiche a semiconduttore.
Orientazione ottica di spin e spettroscopia dei battimenti quantistici.
Caratterizzazione, controllo e lettura di un qubit superconduttivo.
Rivelazione di singolo fotone ottico con rivelatore criogenico.
Caratterizzazione di un amplificatore parametrico con livello di rumore quantistico.Prerequisiti
Laurea di I livello in fisica o equivalente
Modalità didattica
Le attività sperimentali si svolgeranno presso i laboratori dell’U2 e dell’U5.
Materiale didattico
Testi di riferimento (disponibili anche in formato e-book attraverso la biblioteca d’ateneo):
Dispense del docente
J. H. Davies "The Physics of Low-dimensional Semiconductors", Cambridge University Press
F. Fox "Optical Properties of Solids", Oxford University Press
I. Pelant and J. Valenta " Luminescence Spectroscopy of Semiconductors", Oxford University PressPeriodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
La modalità di verifica del profitto consiste in una relazione scritta di gruppo approfondita in un esame orale finale per la verifica delle competenze e delle capacità comunicative in ambito disciplinare.
Non sono previste prove parziali. La valutazione è basata anche sulla capacità dimostrata nello
svolgimento dell’esperienza in laboratorio.
Orario di ricevimento
Il ricevimento è previsto in modalità a sportello, previa richiesta via e-mail al docente. Sul sito web d’ateneo è possibile reperire le informazioni relative alla sede universitaria e all’indirizzo specifico del docente.
Aims
Development of experimental skills related to solid state physics and quantum technologies using advanced laboratory techniques based mainly on optical spectroscopy and superconducting quantum devices.
Contents
Implementation of an experiment based on the application of quantum physics. The student will be able to investigate a specific area choosing between quantum materials and cryogenic devices for quantum computation and metrology.
Detailed program
The course consists of an experiment performed by students divided into groups of three or four people.
The lab activities will follow introductory lessons on the correlation between physical properties of the solids, quantization effects and the associated experimental techniques. Besides the design of the experiment, students will conduct the characterization of the system under examination, complementing the activities with data analysis and a written report.
Examples of experiences:
Photoluminescence of semiconductor quantum structures.
Optical spin orientation and quantum beat spectroscopy.
Characterization, control and readout of a superconducting qubit.
Single photon detection by means of a cryogenic detector.
Characterization of a parametric amplifier with quantum limited readout noise.Prerequisites
Bachelor in physics or equivalent.
Teaching form
The practical sessions will be conducted in the laboratories located in the buildings U2 and U5.
Textbook and teaching resource
References (available also as e-book through the University’s library):
Lecture notes provided by the instructor
J. H. Davies "The Physics of Low-dimensional Semiconductors", Cambridge University Press
F. Fox "Optical Properties of Solids", Oxford University Press
I. Pelant and J. Valenta " Luminescence Spectroscopy of Semiconductors", Oxford University PressSemester
First semester
Assessment method
The assessment method consists of a project work written by the group and its discussion in a final oral exam to evaluate the knowledge and the communication skills in the disciplinary field.
Tests will not be conducted in itinere.
Staff
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Marco Faverzani
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Fabio Pezzoli