Berlin 2014 – scientific programme

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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik

Q 13: Quantum information: Atoms and ions II

Q 13.4: Talk

Monday, March 17, 2014, 15:00–15:15, UDL HS3038

Deterministische nanometergenaue Fokussierung eines Strahls aus einzelnen lasergekühlten Ionen — •Georg Jacob, Karin Groot-Berning, Sebastian Wolf, Stefan Ulm, Johannes Roßnagel, Johannes Verst, Ferdinand Schmidt-Kaler und Kilian Singer — QUANTUM ,Institut für Physik, Universität Mainz, Staudingerweg 7, 55128 Mainz, Germany

Auf der Grundlage dopplergekühlter ⁴⁰Ca⁺ Ionen in einer linearen Paulfalle ist es uns möglich eine deterministische Einzelionenquelle zu realisieren [1,2]. Ein somit erzeugter Strahl mit einer Extraktionsenergie von 3keV weist eine longitudinale Geschwindigkeitsverteilung von 8 m/s und eine Divergenz von 30 µrad auf. Mittels einer elektrostatischen Einzellinse konnte dieser Strahl auf einen Radius von 8 nm fokussiert werden. Dabei erlaubt die Anwendung von bayesscher Statistik die Informationsausbeute einer Fokusmessung zu maximieren. Weiterhin bestätigte eine Bestimmung der Zweiwertvarianz in der lateralen Fokusposition die Stabilität des System über einen Zeitraum von mehreren Stunden.

Zusammen mit der erfolgreichen deterministischen Extraktion von Stickstoff sind nun sämtliche Voraussetzungen für eine Einzelionenimplantation zur Erzeugung von Stickstoff Farbzentren in Diamant erfüllt. Darüber hinaus wurde die Eignung des Systems zur Transmissionsmikroskopie bei einer minimalen Anzahl verwendeter Sonden gezeigt.

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

[2] W. Schnitzler, et al., New Journal of Physics 12, 065023 (2010).