De koelkast van Anusua Chatterjee
Een cilindervormige cryostaat hangt aan het plafond van het lege QuTech lab, met daarnaast een grote metalen koelmachine die de temperatuur in de cryostaat vlakbij het absolute nulpunt houdt. De ‘koelkast’, zoals ze hem eufemistisch noemt, is onmisbaar voor het onderzoek van dr. Anasua Chatterjee. Ze kon die direct aanschaffen toen ze in februari begon als onderzoeker bij QuTech. “Anders had ik eerst twee jaar aanvragen moeten doen voor onderzoeksbeurzen.” Chatterjee maakte een indrukwekkende academische reis van Calcutta naar de Universiteit van Princeton, waar ze werkte aan nanodraadjes van supergeleiders en halfgeleiders. Haar promotieonderzoek deed ze aan de University College London, waarna ze een eigen onderzoeksgroep opzette aan het Niels Bohr Instituut, onderdeel van de Universiteit van Kopenhagen.
Ambitieuze werkplek
Wat bracht haar naar Delft? “De TU Delft is al lange tijd voorloper in de quantumtechnologie, al sinds de tijd dat het veld quantumfysica heette. Er zijn in Europa maar weinig vergelijkbare instituten. De TU stuurt een duidelijke boodschap naar geïnteresseerde onderzoekers dat ze de beste persoon voor de baan zullen ondersteunen. Dat maakt Delft een ambitieuze en internationaal georiënteerde werkplek”, vertelt Chatterjee. Wat gebeurt er als je supergeleiding (transport van elektriciteit zonder weerstand) combineert met halfgeleiders (waarvan de geleiding verandert door een elektrische spanning)?
Chatterjees onderzoeksgebied is de combinatie tussen supergeleiding en halfgeleiders dichtbij het absolute nulpunt. Wat maakt die combinatie interessant? “Zoals veel hybride technologieën wil je de voordelen van beide platforms benutten zonder last te hebben van de nadelen”, legt ze uit. “Het doel is dat je op die manier iets ontwikkelt als schakelbare supergeleiding. Dat zou je in staat stellen om supergeleidende versterkers of lasers te bouwen, of betere modellen van natuurlijke quantumsystemen.” Het is niet haar onderzoeksdoel om een ander type quantumbit te ontwikkelen. Er is al veel expertise op het gebied van qubits, ziet Chatterjee. Ook is er bij QuTech veel ervaring in het werken met halfgeleiders en supergeleiders. “Ik hoop dat ik een soort brugfunctie tussen die velden kan vervullen, en iets tot stand kan brengen dat groter is dan de som van de delen.”
Stefan Witte maakt afbeeldingen zonder lens
Zijn kantoor bij Technische Natuurkunde is nog kaal en leeg, op een paar stoelen en tafels na. Voor een voorbeeld van zijn werk (nanostructuren afgebeeld met extreem ultraviolet (EUV-) licht) pakt prof.dr. Stefan Witte zijn laptop erbij. Twee plaatjes tonen de rechthoekige details van een microchip. De een is scherp en zwartwit, de andere iets wolliger, maar met kleurinformatie die de diepte weergeeft. De eerste is gemaakt met een elektronenmicroscoop, de ander met reconstructie van EUV-licht. “Dit toont de unieke eigenschap van EUV”, vertelt Witte. “Je hebt de combinatie van een korte golflengte voor de hoge resolutie (zo’n 20 nanometer, red.) en de indringdiepte van ongeveer een micrometer in het materiaal.” Dat maakt het mogelijk om driedimensionale afbeeldingen te maken van nanostructuren. Omdat EUV-straling zich weinig aantrekt van optica maakt Witte de afbeelding zonder lens. In plaats daarvan gebruikt hij de verstrooiingspatronen in de schaduw van het voorwerp in de EUV-bundel. Voor een reconstructie zijn honderd(en) patronen nodig van het telkens iets verschoven voorwerp. Hiervoor gebruikt hij een rekenmethode die een jaar of twintig geleden ontwikkeld werd, maar die pas later praktisch toepasbaar is geworden dankzij krachtigere processoren en goedkopere dataopslag.
