Greifswald 2024 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 24: Quantenphysik III

DD 24.4: Vortrag

Dienstag, 27. Februar 2024, 17:30–17:50, ELP 1: SR 2.28

Low-Cost-Experimente mit NV-Zentren in Diamant - Didaktisch optimierter Aufbau mit Steuerung und Auswertung am Tablet — •Nils Haverkamp¹, Alexander Pusch¹, Markus Gregor² und Stefan Heusler¹ — ¹Institut für Didaktik der Physik, Universität Münster — ²Fachbereich Physikingenieurwesen, Fachhochschule Münster

Im Physikunterricht der Oberstufe werden zur Quantenphysik typischerweise nur Analogieexperimente (bspw. der Quantenradierer), semiklassisch erklärbare Experimente ( bspw. der Photoeffekt) oder digitale Pendants zu Experimenten (Simulationen, Bildschirmexperimente, etc.) durchgeführt. Dies liegt u.a. daran, dass Experimente, die auf echte Quanteneffekten beruhen, aktuell zu teuer und kompliziert aufzubauen sind. Diamanten mit Stickstoff-Fehlstellen (NV-Zentren) zeichnen sich dadurch aus, dass sie vergleichsweise günstig verfügbar sind und bei Raumtemperatur echte Quanteneffekte zeigen können. Aus diesen Gründen haben NV-Zentren aktuell auch in Forschung und Wirtschaft eine starke Relevanz. In diesem Vortrag wird ein didaktisch optimierter experimenteller Aufbau vorgestellt, der sich kostengünstig nachbauen lässt. Die Steuerung und Auswertung erfolgt über ein digitales Endgerät wie z.B. ein Tablet.

Keywords: Quantensensorik; NV-Zentren; Low-Cost; ODMR; 3D-Druck