Innovative Materialien und Prozesse für Quantensysteme
Deadline: 4. Oktober 2023
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) beabsichtigt, das Themenfeld „Innovative Materialien und Prozesse für Quantensysteme“ auf der Grundlage des Programms „Quantensysteme – Spitzentechnologie entwickeln. Zukunft gestalten.“ zu fördern.
Gegenstand der Förderung sind risikoreiche, vorwettbewerbliche Forschungs- und Entwicklungsvorhaben im Bereich neuer, innovativer Materialien und Prozesse für Quantensysteme. Denkbare Themenfelder sind unter anderem:
- Verbesserung der Materialsynthese (Defektarmut, Isotopenreinheit, gezielte Einbringung von Farbzentren),
- innovative Strukturierungsmethoden,
- Skalierung bestehender Prozesse auf Wafer-Maßstab,
- Verbesserung von Prozessschritten zur Erzeugung von Substraten oder Schichtsystemen,
- neue Integrationstechniken inklusive photonischer Lösungen,
- Erforschung der photonischen Eigenschaften von funktionellen Oxiden,
- neuartige Materialkonzepte für supraleitende Qubits.
Beispiele für Materialklassen sind unter anderem:
- 2D-Materialien,
- (funktionale) Oxide,
- III-V-Halbleiter,
- nichtlineare Kristalle wie Lithiumniobat (LiNbO3),
- spezielle Kristallsysteme wie Diamant oder Siliziumkarbid (SiC),
- Kristalle als aktive Medien für neuartige Lasersysteme.
Die Aufzählungen sind als beispielhaft und nicht vollständig anzusehen. Es können auch andere Themen und Materialklassen bearbeitet werden, die einen Beitrag zu den Förderzielen leisten. Jedes Forschungsvorhaben muss sich aus einem eindeutigen Bezug zur Anwendung in Quantensystemen, d. h. in den Quantentechnologien oder der Photonik, ableiten. Die Förderung erfolgt abhängig von den Zielen der Forschungsvorhaben in zwei Modulen:
Modul A adressiert die Verbesserung der Synthese, Strukturierung, Prozessierbarkeit und Skalierung von etablierten Materialplattformen für Anwendungen in den Quantentechnologien und der Photonik. Bei Forschungsarbeiten dieses Moduls ist grundsätzlich die Praxistauglichkeit der erforschten Technologie innerhalb der Projektlaufzeit zu demonstrieren. Zudem sollen die Arbeiten auf die breite Nutzbarkeit nach Projektlaufzeit abzielen. Daher ist in jeden Verbund mindestens ein Unternehmen einzubinden, das für die zu erforschende Technologie eine Verwertungsperspektive und einen Marktzugang einbringt.
Modul B umfasst primär die Erforschung neuartiger Materialien, die aufgrund ihrer Eigenschaften Anwendung in den Quantentechnologien finden. Hierbei ist die Einbindung eines Endanwenders nicht zwingend erforderlich. Jedoch soll der Bezug zur Verbesserung von Quantentechnologien der zweiten Generation deutlich erkennbar sein. Die Erkenntnisse aus dem Vorhaben sollen Perspektiven für weitere konkrete Forschungsfragen und Entwicklungsschritte eröffnen, die zusammen mit Unternehmen bearbeitet werden können. Dies entspricht in etwa einem „Technology Readiness Level“ (TRL) zwischen 3 und 4 zum Projektende.
Das Antragsverfahren ist zweistufig angelegt.
