Hannover 2013 – scientific programme

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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik

Q 35: Poster I

Q 35.38: Poster

Tuesday, March 19, 2013, 16:00–18:30, Empore Lichthof

Charakterisierung einer deterministischen Einzelionenquelle — •Georg Jacob, Sebastian Wolf, Stefan Ulm, Johannes Rossnagel, Charlotte Degünther, Ferdinand Schmidt-Kaler und Kilian Singer — QUANTUM, Institut für Physik, Universität Mainz, Staudingerweg 7, 55128 Mainz, Germany

Ionenquellen, wie sie in Ionenmikroskopen und Focused Ion Beams Verbreitung finden, emittieren in ein sehr kleines Phasenraumvolumen, was eine Fokussierung bis auf wenige Nanometer ermöglicht. Aufgrund ihrer inhärent statistischen Natur ist es diesen nicht möglich deterministisch einzelne Ionen zu extrahieren, was jedoch für eine Reihe von Anwendungen, wie z.B. das deterministische Erzeugen von NV-Farbzentren, unabdingbar ist. Zu diesem Zweck wurde eine deterministische Einzelionenquelle auf der Grundlage einer linearen Paul-Falle entwickelt [1]. Mit einer verbesserten Version dieser Einzelionen-Quelle erreichen wir mit einer Einzelschuss Folge von 3 Ionen/s eine Strahldivergenz 30 µrad bei einer Energie von (1352,6 ± 0,3) eV, was einer Geschwindigkeitsverteilung von ungefähr 8 m/s entspricht. Um diese Messergebnisse zu stützen und realistische Startparameter für ein anschließendes Fokussieren des Strahls mittels einer elektrostatischen Einzellinse zu erzeugen, wurden zusätzlich nummerische Simulationen durchgeführt [2]. Eine entsprechende Modellierung lässt sogar Fokussradien im Sub-Nanometerbereich erwarten.

[1] W. Schnitzler et al., Phys. Rev. Lett. 102, 070501 (2009)

[2] K. Singer et al., RMP 82, 2609 (2010)