Erlangen 2018 – wissenschaftliches Programm

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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik

Q 24: Quantum Information (Solid State Systems)

Q 24.2: Vortrag

Montag, 5. März 2018, 16:30–16:45, K 1.020

Deterministische Einzel-Ionen Implantation zur Erzeugung von Seltene-Erden Farbzentren — •Karin Groot-Berning^1,2, Georg Jacob², Sebastian Wolf², Felix Stopp², Thomas Kornher³, Roman Kolesov³, Jörg Wrachtrup³, Kilian Singer¹ und Ferdinand Schmidt-Kaler² — ¹Experimental Physik, Universität Kassel, Heinrich-Plett- Straße 40, 34132 Kassel, Germany — ²QUANTUM, Institut für Physik, Universität Mainz, Staudingerweg 7, 55128 Mainz, Germany — ³3. Physikalisches Institut, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 57, 70569 Stuttgart

Wir berichten über die erfolgreiche Erzeugung von ¹⁴¹Pr-Farbzentren in Yttrium-Aluminium-Granat (YAG) mittels Implantation. Dazu nutzen wir eine lineare Paulfalle als deterministische Einzel-Ionenquelle. Zum Laden von Fremdatomen ist die Fallenapparatur zusätzlich mit einer komerziellen Ionenquelle ausgestattet. Mittels eines Nd:YAG Laserpulses bei 532 nm wird Praseodym von einem Metalltarget ablatiert und in der Ionenquelle durch Elektronenstoß ionisiert. Die Ionen werden auf 500 eV beschleunigt und in die Falle geschossen. Dort wird das ¹⁴¹Pr⁺-Ion gefangen und durch ein ⁴⁰Ca⁺-Ion sympathetisch gekühlt. Mit einer Extraktionsspannung von 5.9 keV werden die ¹⁴¹Pr⁺-Ionen aus der Falle beschleunigt, vom Calcium Ion getrennt und durch eine elektrostatische Einzellinse auf die Probe fokussiert [1]. Der gemessene Strahlradius beträgt für Praseodym 23.1±7.7 nm. Wir weisen die gebildeten Zentren im YAG mittels eines upconversion Mikroskops nach.

[1] Jacob et al., Phys. Rev. Lett. 117, 043001 (2016)