Darmstadt 2008 – wissenschaftliches Programm

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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik

Q 58: Ultrakalte Atome (Einzelne Atome)

Q 58.2: Vortrag

Freitag, 14. März 2008, 11:30–11:45, 3B

Experimentelle Demonstration einer deterministischen Einzelionenquelle für die nm-genaue Implantation von Ionen in Festkörper — •Wolfgang Schnitzler, N. M. Linke, J. Eble, F. Schmidt-Kaler und K. Singer — Universität Ulm, Institut für Quanteninformationsverarbeitung, Albert-Einstein-Allee 11, D-89069 Ulm

Wir haben mittels einer Ionenfalle eine universelle deterministische Einzelionenquelle realisiert [1]. In einer segmentierten linearen Falle werden zunächst kalte ⁴⁰Ca⁺ Ionenkristalle gefangen, anschließend deterministisch aus der Falle extrahiert und mit einer Erfolgsquote von über 90% auf einen 25cm entfernten Detektor geschossen. Die Streuung der kinetischen Energie der Ionen liegt dabei unter 0,1%. Auch das Laden und Extrahieren gemischter Kristalle wurde bereits erfolgreich durchgeführt. Für die nm-genaue Implantation planen wir, die räumliche Auflösung der extrahierten Ionen mittels einer elektrostatischen Einzellinse weiter zu optimieren. Diese können dann zur Implantation von P in Si oder zur Erzeugung von NV-Farbzentren in Diamant genutzt werden, welche optisch manipuliert werden können. Solche Systeme stellen Kandidaten zur Realisierung eines skalierbaren Festkörper-Quantencomputers dar [2,3]. Die elektrischen Eigenschaften von Halbleiterbauelementen können durch die deterministische Implantation einzelner Ionen ebenfalls verbessert werden [4].

[1] J. Meijer et. al., Appl. Phys. A 83, 321 (2006)

[2] B. Kane, Nature 393, 133 (1998)

[3] F. Jelezko et. al., Phys. Rev. Lett. 93, 130501 (2004)

[4] T. Shinada et. al., Nature 437, 1128 (2005)