Name: experimental methods for trapping ions using microfabricated surface ion traps
Uploaded: 2017-08-17T14:00:00
Duration: 11 min 45 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Experimental Methods for Trapping Ions Using Microfabricated Surface Ion Traps at JoVE.com

Bu araştırma bilim Bakanlığı tarafından ICT, kısmen desteklenen ve Gelecek Planlama (MSIP), Kore, bilgi teknolojisi Araştırma Merkezi (ITRC) altında destek programı (IITP-2017-2015-0-00385) ve ICT R &#38; D programı (10043464, gelişimi Kuantum Tekrarlayıcı teknolojisi uygulama iletişim sistemleri için), gözetim altında bilgi Enstitüsü tarafından &#38; iletişim teknolojisi promosyon (IITP).

<ol>
	<li>Wineland, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nobel+Lecture:+Superposition,+entanglement,+and+raising+Schr&#246;dinger's+cat.">Nobel Lecture: Superposition, entanglement, and raising Schr&#246;dinger's cat.</a> Rev Mod Phys. 85 (3), 1103 (2013).</li><li>Blatt, R., Wineland, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Entangled+states+of+trapped+atomic+ions.">Entangled states of trapped atomic ions.</a> Nature. 453 (7198), 1008-1015 (2008).</li><li>Leibfried, D., Blatt, R., Monroe, C., Wineland, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantum+dynamics+of+single+trapped+ions.">Quantum dynamics of single trapped ions.</a> Rev Mod Phys. 75 (1), 281 (2003).</li><li>Paul, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electromagnetic+traps+for+charged+and+neutral+particles.">Electromagnetic traps for charged and neutral particles.</a> Rev Mod Phys. 62 (3), 531 (1990).</li><li>Rosenband, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frequency+ratio+of+Al++and+Hg++single-ion+optical+clocks;+metrology+at+the+17th+decimal+place.">Frequency ratio of Al+ and Hg+ single-ion optical clocks; metrology at the 17th decimal place.</a> Science. 319 (5871), 1808-1812 (2008).</li><li>Dawson, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Quadrupole mass spectrometry and its applications. , (2013).</li><li>Ladd, T. D., Jelezko, F., Laflamme, R., Nakamura, Y., Monroe, C., O'Brien, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantum+computers.">Quantum computers.</a> Nature. 464 (7285), 45-53 (2010).</li><li>Monz, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Realization+of+a+scalable+Shor+algorithm.">Realization of a scalable Shor algorithm.</a> Science. 351 (6277), 1068-1070 (2016).</li><li>Debnath, S., Linke, N. M., Figgatt, C., Landsman, K. A., Wright, K., Monroe, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Demonstration+of+a+small+programmable+quantum+computer+with+atomic+qubits.">Demonstration of a small programmable quantum computer with atomic qubits.</a> Nature. 536 (7614), 63-66 (2016).</li><li>Blatt, R., Roos, C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantum+simulations+with+trapped+ions.">Quantum simulations with trapped ions.</a> Nature Phys. 8 (4), 277-284 (2012).</li><li>Kielpinski, D., Monroe, C., Wineland, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Architecture+for+a+large-scale+ion-trap+quantum+computer.">Architecture for a large-scale ion-trap quantum computer.</a> Nature. 417 (6890), 709-711 (2002).</li><li>Moehring, D. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design,+fabrication+and+experimental+demonstration+of+junction+surface+ion+traps.">Design, fabrication and experimental demonstration of junction surface ion traps.</a> New J Phys. 13 (7), 075018 (2011).</li><li>Wright, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reliable+transport+through+a+microfabricated+X-junction+surface-electrode+ion+trap.">Reliable transport through a microfabricated X-junction surface-electrode ion trap.</a> New J Phys. 15 (3), 033004 (2013).</li><li>Amini, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toward+scalable+ion+traps+for+quantum+information+processing.">Toward scalable ion traps for quantum information processing.</a> New J Phys. 12 (3), 033031 (2010).</li><li>Sterling, R. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+and+operation+of+a+two-dimensional+ion-trap+lattice+on+a+high-voltage+microchip.">Fabrication and operation of a two-dimensional ion-trap lattice on a high-voltage microchip.</a> Nat Commun. 5, (2014).</li><li>Kumph, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Operation+of+a+planar-electrode+ion-trap+array+with+adjustable+RF+electrodes.">Operation of a planar-electrode ion-trap array with adjustable RF electrodes.</a> New J Phys. 18 (2), 023047 (2016).</li><li>Mielenz, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arrays+of+individually+controlled+ions+suitable+for+two-dimensional+quantum+simulations.">Arrays of individually controlled ions suitable for two-dimensional quantum simulations.</a> Nat Commun. 7, (2016).</li><li>Stick, D., Hensinger, W. K., Olmschenk, S., Madsen, M. J., Schwab, K., Monroe, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ion+trap+in+a+semiconductor+chip.">Ion trap in a semiconductor chip.</a> Nat Phys. 2 (1), 36-39 (2006).</li><li>Harty, T. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-fidelity+preparation,+gates,+memory,+and+readout+of+a+trapped-ion+quantum+bit.">High-fidelity preparation, gates, memory, and readout of a trapped-ion quantum bit.</a> Phys Rev Lett. 113 (22), 220501 (2014).</li><li>Cho, D., Hong, S., Lee, M., Kim, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+silicon+microfabricated+ion+traps+for+quantum+information+processing.">A review of silicon microfabricated ion traps for quantum information processing.</a> Micro Nano Sys Lett. 3 (1), 1-12 (2015).</li><li>Weidt, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trapped-ion+quantum+logic+with+global+radiation+fields.">Trapped-ion quantum logic with global radiation fields.</a> Phys Rev Lett. 117 (22), 220501 (2016).</li><li>Monroe, C., Kim, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scaling+the+ion+trap+quantum+processor.">Scaling the ion trap quantum processor.</a> Science. 339 (6124), 1164-1169 (2013).</li><li>Brown, K. R., Kim, J., Monroe, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Co-designing+a+scalable+quantum+computer+with+trapped+atomic+ions.">Co-designing a scalable quantum computer with trapped atomic ions.</a> npj Quantum Inf. 2, 16034 (2016).</li><li>Lekitsch, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blueprint+for+a+microwave+trapped-ion+quantum+computer.">Blueprint for a microwave trapped-ion quantum computer.</a> Science Adv. 3 (2), e1601540 (2017).</li><li>Reichel, J., Vuletic, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Atom chips. , (2011).</li><li>Ghosh, P. K., ed, ,. 1. s. t. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Ion Traps. , (1995).</li><li>Wesenberg, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrostatics+of+surface-electrode+ion+traps.">Electrostatics of surface-electrode ion traps.</a> Phys Rev A. 78 (6), 063410 (2008).</li><li>House, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analytic+model+for+electrostatic+fields+in+surface-electrode+ion+traps.">Analytic model for electrostatic fields in surface-electrode ion traps.</a> Phys Rev A. 78 (3), 033402 (2008).</li><li>Hong, S., Lee, M., Cheon, H., Kim, T., Cho, D. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Guidelines+for+Designing+Surface+Ion+Traps+Using+the+Boundary+Element+Method.">Guidelines for Designing Surface Ion Traps Using the Boundary Element Method.</a> Sensors. 16 (5), 616 (2016).</li><li>Allcock, D. T. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Implementation+of+a+symmetric+surface-electrode+ion+trap+with+field+compensation+using+a+modulated+Raman+effect.">Implementation of a symmetric surface-electrode ion trap with field compensation using a modulated Raman effect.</a> New J Phys. 12 (5), 053026 (2010).</li><li>Chiaverini, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface-electrode+architecture+for+ion-trap+quantum+information+processing.">Surface-electrode architecture for ion-trap quantum information processing.</a> Quantum Inf Comput. 5 (6), 419-439 (2005).</li><li>Allcock, D. T. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heating+rate+and+electrode+charging+measurements+in+a+scalable,+microfabricated,+surface-electrode+ion+trap.">Heating rate and electrode charging measurements in a scalable, microfabricated, surface-electrode ion trap.</a> Appl Phys B. 107 (4), 913-919 (2012).</li><li>. Demonstration of a microfabricated surface electrode ion trap Available from: <a target="_blank" href="https://arxiv.org/abs/1008.0990">https://arxiv.org/abs/1008.0990</a> (2010)</li><li>Allcock, D. T. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduction+of+heating+rate+in+a+microfabricated+ion+trap+by+pulsed-laser+cleaning.">Reduction of heating rate in a microfabricated ion trap by pulsed-laser cleaning.</a> New J Phys. 13 (12), 123023 (2011).</li><li>Mount, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single+qubit+manipulation+in+a+microfabricated+surface+electrode+ion+trap.">Single qubit manipulation in a microfabricated surface electrode ion trap.</a> New J Phys. 15 (9), 093018 (2013).</li><li>Siverns, J. D., Simkins, L. R., Weidt, S., Hensinger, W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+application+of+radio+frequency+voltages+to+ion+traps+via+helical+resonators.">On the application of radio frequency voltages to ion traps via helical resonators.</a> Appl Phys B. 107 (4), 921-934 (2012).</li><li>Kleinert, M., Dahl, M. E. G., Bergeson, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+the+Yb+I+1S0&#8722;1P1+transition+frequency+at+399+nm+using+an+optical+frequency+comb.">Measurement of the Yb I 1S0&#8722;1P1 transition frequency at 399 nm using an optical frequency comb.</a> Phys Rev A. 94 (5), 052511 (2016).</li><li>Olmschenk, S., Younge, K. C., Moehring, D. L., Matsukevich, D. N., Maunz, P., Monroe, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Manipulation+and+detection+of+a+trapped+Yb++hyperfine+qubit.">Manipulation and detection of a trapped Yb+ hyperfine qubit.</a> Phys Rev A. 76 (5), 052314 (2007).</li><li>Sansonetti, J. E., Martin, W. C., Young, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handbook of Basic Atomic Spectroscopic Data. , (2013).</li><li>Kern, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Thin film processes II. , (2012).</li><li>Streed, E. W., Weinhold, T. J., Kielpinski, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frequency+stabilization+of+an+ultraviolet+laser+to+ions+in+a+discharge.">Frequency stabilization of an ultraviolet laser to ions in a discharge.</a> Appl Phys Lett. 93 (7), 071103 (2008).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Bu kağıt için bindirme iyonları microfabricated yüzey iyon tuzakları kullanarak bir yöntem mevcuttur. Bir iyon yakalama sistemi inşaatı deneyimlerini çeşitli araştırma alanlarında gerektirir ama daha önce ayrıntılı olarak açıklanan değil. Bu kağıt microfabricating iyonları ilk kez yakalamak için deneysel bir kurulum oluşturma gelince de bir tuzak çip için ayrıntılı yordamlar sağlanmıştır. Bu yazıda da 174Yb+ iyonları bindirme ve kapana kısılmış iyonları ile deneme için ayrıntılı yordamlar sağladı.
Dielektrik katman birikimi 10 µm kalınlığında, microfabrication yordamlarda karşı karşıya bir önemli engeldir. Hangi Dielektrik filmin zarar veya bile gofret kırmak kalın yalıtkan tabaka biriktirme işlemi sırasında kalan stres inşa edebilirsiniz. Genellikle basınç kalan stres azaltmak için yavaş biriktirme oranı kullanılan40olmalıdır. Bizim durumumuzda 110.4 MPa basınç stres SiH4 gaz debisi, 140 W RF güç ve baskı 5-µm film kalınlığı, 1.9 Torr 540 sccm ifade şartlar ile ölçüldü. Bu koşullar önemli ölçüde farklı donanımları için değişebilir ancak, bu işlem koşulları yalnızca kaba bir başvuru sağlar. Birikmiş stresin etkilerini azaltmak için 3,5 µm kalınlığında SiO2 filmleri alternatingly gofret sunulan yöntem her iki tarafında tevdi. Eğer daha küçük bir RF voltaj genlik Dielektrik katman gerekli kalınlığı azaltılabilir ve dolayısıyla sığ bir tuzak derinlik seçilir. Ancak, yüksek RF voltaj dayanabilir, kalın Dielektrik katmanları imalatı daha arzu edilir böylece sığ bir tuzak derinlik kapana kısılmış iyonları, kaçış için kolayca yol açar.
Bu raporda sunulan imalat yöntemi için bazı sınırlamalar vardır. Çıkıntılar uzunlukları şekil 7fiçinde gösterildiği gibi tamamen kapana kısılmış iyonları üzerinden Dielektrik yanağında gizlemek yeterli değildir. Ayrıca, dikey oksit ayağı göre Dielektrik yanağında açık alan artan oksit ayağı yanağında Çizimimdeki. Örneğin, 5 mikron Tekdüzen çıkıntı ile yükleme yuvası yakınındaki iç DC Ray kenarındaki söz konusu olduğunda, Dielektrik yüzeyinin % 33 dikey yan kapana kısılmış iyon konumunu maruz hesaplanır. Pürüzlü kenar durumda yan alan % 70'den fazla maruz kalmaktadır. Bu ideal olmayan uydurma sonuçlara maruz Dielektrik ek sokak alanları teşvik edebilirsiniz ama etkileri değil nicelik ölçülen var. Yine de, yukarıdaki uydurma kozu olarak bildirilen iyon bindirme ve qubit'e manipülasyon deneyler başarıyla kullanılmıştır. Buna ek olarak, bu yazıda sunulan tuzak çip silikon yanağında yükleme yuvası yakınındaki koymuştur. Yerel oksit silikon yüzeylerde büyüyebilir ve ek sokak alanlara yol açabilir. Bu nedenle, bu silikon substrat33olduğu gibi ek bir metal tabaka ile korumak için tavsiye edilir.
174Yb+ iyonları bindirmek için birkaç onlarca MHz içinde lazerler frekansları stabilize ve birkaç farklı yöntem gelişmiş kurulumları38,41içinde ele alınmıştır. Ancak, bu makalede açıklanan basit kurulum için ilk bindirme sadece bir dalga boyu ölçeri kullanmayı stabilization ile mümkündür.
Bu kağıt 174Yb+ iyonları microfabricated yüzey iyon kapanı çip kullanarak yakalamak için bir protokol sağlanan. 171Yb+ iyonları bindirme için protokol özellikle tartışılmamış rağmen bu yazıda açıklanan deneysel Kur aynı zamanda 171Yb+ iyonları tuzağa düşürmek ve 171 qubit'e durumunu işlemek için kullanılabilir Yb+ iyonları Rabi salınım sonuçları (gösterildiği şekil 10) elde etmek için. Bu lazerlerin çıkış için çeşitli optik modülatörler ekleyerek ve Ek belgeiçinde açıklandığı gibi bir mikrodalga Kur kullanarak yapılabilir.
Sonuç olarak, deneysel yöntem ve sonuçları bu raporda sunulan çeşitli Kuantum bilgi yüzey iyon tuzakları kullanarak uygulamalar geliştirmek için kullanılabilir.

Paul tuzak iyonları bir statik elektrik alanı ve değişen bir elektrik alanı radyo frekans (RF), salınan bir arada kullanarak boş alanda da dahil olmak üzere yüklü parçacıklar, şlemiyle ve tuzağa sınırlı iyonların kuantum Birleşik ölçülebilir ve 1,2,3kontrol. Böyle iyon tuzaklar aslında optik saatler ve kütle spektroskopisi4,5,6gibi hassas ölçüm uygulamalar için geliştirilmiştir. Bir ultra-yüksek ideal izolasyon kapana kısılmış iyonları, örneğin uzun tutarlılık zamanları, arzu edilen özellikleri Kuantum bilgi işleme uygulamak için fiziksel bir platform atfedilen gibi son yıllarda, bu iyon tuzakları da aktif olarak araştırılmalıdır Vakum (UHV) çevre ve fizibilite bireysel qubit'e manipülasyon7,8,9,10. Beri Kielpinski ve ark. 11 kuantum bilgisayarları, yüzey tuzakları, junction tuzakları12,13, çoklu alan tuzak cips14ve 2-b dizi de dahil olmak üzere çeşitli geliştirmek için kullanılan bir ölçeklenebilir iyon kapanı mimarisi önerilen tuzaklar15,16,17, işlemi elde edilen yarı iletken microfabrication yöntemleri18,19,20,21 kullanarak geliştirilmiştir . Büyük ölçekli Kuantum bilgi işleme sistem yüzeyde dayalı tuzakları de22,23,24tartışıldı.
Bu kağıt microfabricated yüzey iyon tuzakları kullanarak bindirme iyonları için deneysel yöntemler sunar. Daha ayrıntılı olarak, yüzey iyon tuzaklar ve fabrikasyon tuzakları kullanarak bindirme iyonları için detaylı bir yordam imalatı için bir yordam açıklanır. Buna ek olarak, deneysel sistemini kurduktan ve iyonları bindirme için çeşitli pratik teknikleri ayrıntılı açıklamalar Ek belgetemin edilmektedir.
Metodoloji microfabricating için 1. adımda bir yüzey iyon kapanı verilir. Şekil 1 bir yüzey iyon kapanı basitleştirilmiş bir şematik gösterir. Transvers düzlemde elektrotlar uygulanan gerilim tarafından üretilen elektrik alanı da25gösterilir. Diğer elektrotlar RF yere korunurken bir RF voltaj RF elektrotlar, çiftine uygulanır; RF voltaj tarafından oluşturulan ponderomotive potansiyel26 Radyal yönde iyonları confines. Birden çok DC elektrotlar RF elektrotlar dışında uygulanan doğru akım (DC) gerilim boyuna yönde iyonları hapsedin. RF elektrot arasındaki iç raylar transvers düzlemde toplam potansiyel asıl eksenlerini eğimli yardımcı olmak üzere tasarlanmıştır. Bir DC gerilim set tasarımı için metodoloji Ek belgedahil. Buna ek olarak,27,28,29,30,31' temel geometrik parametre yüzey iyon kapanı fiş tasarlamak için daha fazla ayrıntı bulunabilir.
1. adımda tanıttı imalat yöntemi aşağıdaki yönleri dikkate alınarak tasarlanmıştır. İlk olarak, elektrot katmanı ve toprak katmanı arasında Dielektrik katmanı Katmanlar arasında elektriksel delinme önlemek için yeterince kalın olmalıdır. Genellikle, kalınlığı 10µm üzerinde olması gerekir. Kalın yalıtkan tabaka biriktirme sırasında kalan stres yatırılan filmlerden Selam substrat veya yatırılan filmleri için neden olabilir. Böylece, artık stres kontrol yüzey iyon tuzakları imalatı anahtar teknikleri biridir. Sokak ücretleri Dielektrik malzeme üzerinde hangi rasgele bir vardiyada dönüş sonuçlarını iyon pozisyon dağınık ultraviyole (UV) lazerler tarafından indüklenen çünkü İkincisi, iyon konum Dielektrik yüzeylere pozlama indirilmelidir. Açık alan çıkıntı elektrot yapıları tasarlama tarafından azaltılabilir. Bu iyon tuzakları ile elektrot çıkıntılar tipik deneysel koşullar32altında şarj için dirençli yüzey bildirilmiştir. Üçüncü, çeşitli yatırılan Filmler, dahil olmak üzere tüm malzemeler, 200 ° C yaklaşık 2 hafta boyunca pişirme dayanmak gerekir ve tüm malzemelerden fışkırması miktarını UHV ortamlarıyla uyumlu olmalıdır. Yüzey iyon kapanı cips microfabricated bu kağıt tasarımını başarıyla çeşitli deneyler32,33,34, kullanılan33, tuzak tasarımdan temel 35. daha sonra nötr atomların yükleme fotoğraf-bindirme için iyonize için bu tasarım bir slot çip ortasında içerdiğini unutmayın.
İyon kapanı çip fabrikasyon sonra çip monte ve elektrikle altın bağ kablo kullanarak çip taşıyıcı bağlı. Çip taşıyıcı sonra UHV odasında yüklenir. Bir tuzak küçük parça paket ve UHV odası tasarım hazırlanması için ayrıntılı bir yönerge Ek belgetemin edilmektedir.
Optik ve Elektriksel ekipman yanı sıra deneysel prosedürler hazırlanması için bindirme iyonları, 2. adımda ayrıntılarıyla açıkladı. Potansiyel ponderomotive tarafından tuzağa iyonları genellikle çevresindeki elektrik alanı, sürekli artar iyonların ortalama kinetik enerji dalgalanması tabi vardır. Lazer Doppler vardiyasında dayalı soğutma aşırı enerji iyonları hareket kaldırmak için kullanılabilir. Şekil 2 bir 174Yb+ iyon ve tarafsız 174Yb atom Basitleştirilmiş enerji düzeyi diyagramları gösterir. Foto-iyonizasyon tarafsız 174Yb atomların 399-nm lazer gerekirken Doppler 174Yb+ iyonları soğutma 369.5-nm lazer ve 935-nm lazer gerektirir. Adım 2.2 ve 2.3 bu lazerler yüzey iyon kapanı chip ve Foto-iyonizasyon için uygun koşullar bulmak için bir yordam için hizalamak için verimli bir yöntem açıklanmaktadır. Optik ve elektriksel bileşenlerin hazırlanır sonra iyonları bindirme nispeten basittir. Deneysel olarak sırası bindirme iyonları için adım 2.4 sunulur.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1425">
	<tbody>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:293px;">photoresist used for 2-&#956;m spin coating</td>
			<td style="width:123px;">AZ Materials</td>
			<td style="width:381px;">AZ7220</td>
			<td style="width:629px;">Discontinued. Easily replaced by other alternative photoresist product.</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">photoresist used for 6-&#956;m spin coating</td>
			<td>AZ Materials</td>
			<td>AZ4620</td>
			<td>Discontinued. Easily replaced by other alternative photoresist product.</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">ceramic chip carrier</td>
			<td>NTK</td>
			<td>IPKX0F1-8180BA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">epoxy compound</td>
			<td>Epotek</td>
			<td>353ND</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="45">
			<td height="45" style="height:45px;width:293px;">Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) system</td>
			<td style="width:123px;">Oxford Instruments</td>
			<td style="width:381px;">PlasmaPro System100</td>
			<td style="width:629px;"></td>
		</tr>
		<tr height="56">
			<td height="56" style="height:56px;width:293px;">Low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) system</td>
			<td style="width:123px;">Centrotherm</td>
			<td style="width:381px;">E-1200</td>
			<td style="width:629px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:293px;">Furnace</td>
			<td style="width:123px;">Seltron</td>
			<td style="width:381px;">SHF-150</td>
			<td style="width:629px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:293px;">Sputter</td>
			<td style="width:123px;">Muhan Vacuum</td>
			<td style="width:381px;">MHS-1500</td>
			<td style="width:629px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:293px;">Manual aligner</td>
			<td style="width:123px;">Karl-Suss</td>
			<td style="width:381px;">MA-6</td>
			<td style="width:629px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:293px;">Deep Si etcher</td>
			<td style="width:123px;">Plasma-Therm</td>
			<td style="width:381px;">SLR-770-10R-B</td>
			<td style="width:629px;"></td>
		</tr>
		<tr height="53">
			<td height="53" style="height:53px;width:293px;">Inductive coupled plasma (ICP) etcher</td>
			<td style="width:123px;">Oxford Instruments</td>
			<td style="width:381px;">PlasmaPro System100 Cobra</td>
			<td style="width:629px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:293px;">Reactive ion etching (RIE) etcher</td>
			<td style="width:123px;">Applied Materials</td>
			<td style="width:381px;">P-5000</td>
			<td style="width:629px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:293px;">Boundary element method (BEM) software</td>
			<td style="width:123px;">CPO Ltd.</td>
			<td style="width:381px;">Charged Particle Optics</td>
			<td style="width:629px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:293px;">Single crystaline (100) silicon wafer</td>
			<td style="width:123px;">STC</td>
			<td style="width:381px;">4SWP02</td>
			<td style="width:629px;">100 mm / (100) / P-type / SSP / 525&#177;25 &#956;m</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">metal tubes</td>
			<td>Mcmaster-carr</td>
			<td>89935K69</td>
			<td>316 Stainless Steel Tubing, 0.042&#34; OD, 0.004&#34; Wall Thickness</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Yb piece</td>
			<td>Goodfellow</td>
			<td style="width:381px;">YB005110</td>
			<td>Ytterbium wire, purity 99.9%</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">enriched 171Yb</td>
			<td>Oak Ridge National Laboratory</td>
			<td>Yb-171</td>
			<td>https://www.isotopes.gov/catalog/product.php?element=Ytterbium</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">tantalum foil</td>
			<td>The Nilaco Corporation</td>
			<td>TI-453401</td>
			<td>0.25x130x100mm 99.5%</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Kapton-insulated copper wire</td>
			<td>Accu-glass</td>
			<td>18AWG (silver plated copper wire kapton insulted)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">residual gas analyzer (RGA)</td>
			<td>SRS</td>
			<td>RGA200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">turbo pump</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>Twistorr84 FS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">all-metal valve</td>
			<td>KJL</td>
			<td>manual SS All-Metal Angle Valves (CF flanged)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Leak detector (used as a rough pump)</td>
			<td>Varian</td>
			<td>PD03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">ion gauges</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>UHV-24p</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">ion pump</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>VacIon Plus 20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">NEG pump</td>
			<td>SAES Getters</td>
			<td>CapaciTorr D400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">spherical octagon</td>
			<td>Kimball Physics</td>
			<td>MCF600-SphOct-F2C8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">ZIF socket</td>
			<td>Tactic Electronics</td>
			<td>P/N 100-4680-002A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">multi-pin feedthroughs</td>
			<td>Accu-Glass</td>
			<td>6-100531</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">25 D-sub gender adapters</td>
			<td>Accu-Glass</td>
			<td>104101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:293px;">Recessed viewport</td>
			<td>Culham Centre for Fusion Energy</td>
			<td style="width:381px;">100CF 316LN+20.9 Re-Entrant 316 (Custom order)</td>
			<td style="width:629px;">Disc material: 60cv Fused Silica 4mm THK, TWE Lambda 1/10, 20/10 Scratch-Dig</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:293px;">Recessed viewport AR coating</td>
			<td style="width:123px;">LaserOptik</td>
			<td style="width:381px;">AR355nm/0-6&#176; HT370-650nm/0-36&#176; on UHV (Custom order)</td>
			<td style="width:629px;">AR coating was performed in the middle of the fabrication of the recessed viewport</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:293px;">Digital-analog converter</td>
			<td style="width:123px;">AdLink</td>
			<td style="width:381px;">PCIe-6216V-GL</td>
			<td style="width:629px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:293px;">369.5nm laser</td>
			<td style="width:123px;">Toptica</td>
			<td style="width:381px;">TA-SHG Pro</td>
			<td style="width:629px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:293px;">369.5nm laser</td>
			<td style="width:123px;">Moglabs</td>
			<td style="width:381px;">ECD004 + 370LD10 + DLC102/HC</td>
			<td style="width:629px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:293px;">399nm laser</td>
			<td style="width:123px;">Toptica</td>
			<td style="width:381px;">DL 100</td>
			<td style="width:629px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:293px;">935nm laser</td>
			<td style="width:123px;">Toptica</td>
			<td style="width:381px;">DL 100</td>
			<td style="width:629px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:293px;">369.5nm &#38; 399nm optical fiber</td>
			<td style="width:123px;">Coherent</td>
			<td style="width:381px;">NUV-320-K1</td>
			<td style="width:629px;">Patch cables are connectorized by Costal Connections.</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:293px;">935nm optical fiber</td>
			<td style="width:123px;">GouldFiber Optics</td>
			<td style="width:381px;">PSK-000626</td>
			<td style="width:629px;">50/50 fiber beam splitter made of Corning HI-780 single mode fiber to combine 935nm and 638nm together.</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Wavelength meter</td>
			<td>High Finesse</td>
			<td>WSU-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">temporary mirror</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>PF10-03-P01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Dichroic mirror</td>
			<td>Semrock</td>
			<td>FF647-SDi01-25x36</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">369.5nm &#38; 399nm collimator</td>
			<td>Micro Laser Systems</td>
			<td>FC5-UV-T/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">935nm collimator</td>
			<td>Sch&#228;fter + Kirchhoff</td>
			<td>60FC-0-M8-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:293px;">369.5nm focusing lens</td>
			<td style="width:123px;">CVI</td>
			<td style="width:381px;">PLCX-25.4-77.3-UV-355-399</td>
			<td>Focal length: ~163mm @ 369.5nm</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:293px;">399nm &#38; 935nm focusing lens</td>
			<td style="width:123px;">CVI</td>
			<td style="width:381px;">PLCX-25.4-64.4-UV-355-399</td>
			<td style="width:629px;">Focal length: ~137mm @ 399nm, ~143mm @ 935nm</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">imaging lens</td>
			<td>Photon Gear</td>
			<td>P/N 15470</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">369.5nm bandpass filter</td>
			<td>Semrock</td>
			<td>FF01-370/6-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">399nm bandpass filter</td>
			<td>Semrock</td>
			<td>FF01-395/11-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">IR filter</td>
			<td>Semrock</td>
			<td>FF01-650/SP-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">EMCCD camera</td>
			<td>Andor Technology</td>
			<td>DU-897U-CS0-EXF</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">PMT</td>
			<td>Hamamatsu</td>
			<td>H10682-210</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

experimental methods for trapping ions using microfabricated surface ion traps

Bir quadrupole Paul tuzak tuzağa iyonları bir kuantum bilgi işleme uygulamak için güçlü fiziksel adaylar kabul edilmiştir. Bu onların uzun tutarlılık zaman ve onların yeteneklilik-e doğru değiştirmek ve bireysel kuantum bit (qubits) algılamak gelir. Daha yakın yıllarda, microfabricated yüzey iyon tuzakları büyük ölçekli tümleşik qubit'e platformlar için daha fazla dikkat aldık. Bu kağıt iyon mikro-elektro-mekanik sistem (MEMS) teknolojisini kullanarak tuzakları için bir microfabrication metodoloji sunar, bir 14 µm kalınlığında Dielektrik katman ve metal imalat yöntemi dahil yapıları Dielektrik katman üzerinde çıkıntı. Buna ek olarak, 369.5 kullanarak iterbiyum (Yb) iyonları, izotop 174 (174Yb+) yakalama için deneysel bir işlem nm, 399 nm, ve 935 nm diyot lazerler açıklanmıştır. Birçok bilimsel ve mühendislik disiplinleri bu metodolojileri ve yordamlar içerir ve bu kağıt ilk ayrıntılı deneysel yordamlar sunar. Bu makalede açıklanan yöntemleri kolayca Yb iyonları izotop 171 (171Yb+), bindirme ve qubits manipülasyon için uzatılabilir.

Şekil 7 fabrikasyon iyon kapanı çipin tarama elektron Filmler (SEM) gösterir. RF elektrotlar, iç DC elektrotlar, dış DC elektrotlar ve yükleme yarık başarıyla imal. PECVD oksit birkaç adımda yatırılması çünkü Dielektrik sütun yan profil pürüzlü oldu. Birden çok ifade adımları kalın oksit Filmler artık stresin etkilerini en aza indirmek için kullanılmıştır. Bu daha fazla tartışmatanımlanır.

Şekil 8 microfabricated iyon kapanı çip kullanarak tuzağa beş 174Yb+ iyonları EMCCD görüntüsünü gösterir. Kapana kısılmış iyonları soğutma ile sürekli Doppler daha 24 h sürebilir. Kapana kısılmış iyonları sayısı 1 ile 20 arasında uygulanan DC gerilim set değiştirerek ayarlanabilir. Bu deneysel kurulum çok güvenilir ve sağlam ve şu anda operasyonda 50 ay olmuştur.
Şekil 9 eksenel yönde boyunca kapana kısılmış iyonları mekik gösterir. Şekil 9b iyon bulunduğu bundan Þekil 9a içinde DC potansiyel en az konumunu ayarlama DC gerilim değiştirerek yerlerinden olduğunu.
Şekil 10 Rabi salınım deneyler 171Yb+ iyon ile ilk sonuçlar gösterir. Sonuçları elde etmek için Ek belge içinde açıklanan ek kurulumları kullanılmıştır. Sonuçları bu yazıda açıklandığı deneysel kurulumunun potansiyel bir uygulama göstermek için dahil edildi.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56060/56060fig1.jpg"> 
Şekil 1: yüzey iyon kapanı şematik. (bir) kırmızı noktalar kapana kısılmış iyonları temsil eder. Kahverengi ve sarı elektrotlar RF ve DC elektrotlar, sırasıyla gösterir. Gri ok elektrik alanı yön RF voltaj olumlu aşamasında göstermek. Şematik çizilmez Not ölçek. (b) dikey boyutlar elektrot yapısı. (c) lateral boyutları elektrot yapısı. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56060/56060fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56060/56060fig2.jpg"> 
Resim 2: 174Yb+ iyon ve tarafsız 174Yb atom enerji düzeyi diyagramlar Basitleştirilmiş. (bir) zaman bir 369.5 nm lazer rezonans kırmızı tarafı (daha düşük frekans) detuned, 2P1/2 ve 2S1/2 arasında bir Bisiklete binme geçiş iyon Kinetik enerjisini Doppler nedeniyle azaltır. etkisi. Bazen, küçük ama sonlu dallanma oranı 2D3/2 2P1/2 elektron çürüme yapar ve 935-nm lazer elektron ana Bisiklete binme geçiş için geri dönüş için gereklidir. Elektron da 2F7/2 düzeyine bir kez saat başına ortalama, çürük ve 638 nm lazer 2F7/2 devlet dışarı pompalamak olabilir, ama bu basit sistem38için gerekli değildir. Ket gösteriminde değerleri niceleme eksen mJboyunca toplam açısal momenta J projeksiyonlar temsil eder. (nötr atomların fırın, bir iki fotonlu emme işlemi buharlaşıp iyonizeb) kullanılan39oldu. 399 nm lazer bir elektron 1P1 durum için heyecanlı ve Doppler soğutma için 369.5 nm foton heyecanlı elektron iyon kaldırmak gerekenden daha fazla enerji vardı. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56060/56060fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56060/56060fig3.jpg"> 
Şekil 3: imalat işlem akışı bir yüzey iyon kapanı. (bir) termal oksidasyonu bir 5000 kalın Å SiO2 katman ve LPCVD 2.000 kalın Å Si3N4 katmanın büyümeye. (b) gravür 1,5 µm kalınlığında sputter Al katmanın ifade ve ICP. (c) bir 14 birikimi µm kalınlığında SiO2 katman PECVD süreçleri kullanarak gofret her iki tarafında. (d) bir RIE (e) işlemiyle gofret cephesinde yatırılır 14 µm kalınlığında SiO2 tabakasının biçimlenme desenlendirme 14 µm kalınlığında SiO2 tabakasının yatırılır RIE işlemiyle gofret arkasında. (f) devrilmesinden sonra 1,5 µm kalınlığında Al katmanı ve bir 1 µm kalınlığında PECVD SiO2 kat tekledi. (g) desenlendirme ICP işlemiyle 1,5 µm kalınlığında Al katmanı ve bir RIE kullanarak 1 µm kalınlığında SiO2 kat işlem. (h) desenlendirme 14 µm kalınlığında SiO2 katman bir RIE işlemiyle gofret cephesinde yatırılır. (Ben) desenlendirme 5000 Å-kalın SiO2 katman ve 2.000 Å-kalın Si3N4 katmanlı bir RIE kullanarak işlem. (j) silikon substrat 450 DRIE µm gofret arkasından. (k) Al elektrotlar ve Dielektrik ayağı yanağında SiO2 tabakasının ıslak-gravür. (l) silikon substrat DRIE işlem aracılığıyla önden nüfuz. Şemaları çizilmez Not ölçek. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56060/56060fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56060/56060fig4.jpg"> 
Şekil 4: iyonları tuzağa düşürmek için kullanılan ayarla DC gerilimi örneği. İç raylar için uygulanan gerilim asimetrik elektrik alanının toplam potansiyel transvers düzlemde asıl eksenlerini yatırmak için yatay yönde telafi edebilirsiniz. Gerilim set tarafından oluşturulan Aksiyel tuzak frekans 550 kHz yapıldı. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56060/56060fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
Ether.Within-sayfa = "1" ><img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56060/56060fig5v2.jpg"> 
Şekil 5: optik kurulumunun şematik. Üç diyot lazerler bindirme konumunda üst üste hizalanır. UHV odası gömme viewport görüntüleme lens yerleştirilmesini sağlayan çip mümkün olduğunca yakın yüzey. Bir flip-ayna yerleştirilen görüntü objektif ve EMCCD arasında ya da bir foton çarpılır tüp (PMT) kullanarak iyon Floresans seçici izlenmesi için izin verir veya bir EMCCD. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56060/56060fig5v2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56060/56060fig6.jpg"> 
Şekil 6: inşa optik kurulum görüntülerini. (bir) A bobin dejenere enerji düzeyleri iterbiyum iyonlar zarar verebilir bir manyetik alan oluşturmak için odası açık görüntüleme çerçevesinin yara. (b) 399 direksiyon için optik kurulum nm ve 935 nm kirişler. Kırmızı ve yeşil çizgiler 935 ışık yolunu gösterir nm ve 399 nm lazerler, anılan sıraya göre. (c) yapılandırmasını görüntüleme sistemi, flip-ayna, görüntüleme lens, EMCCD ve ödeme de dahil olmak üzere Kapana kısılmış iyonları yayılan Floresans yolu flip-ayna tarafından belirlenebilir. Yeşil ve beyaz okları Floresans yolunu EMCCD ve Devresel ödeme, sırasıyla izlenmekte belirtiniz. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56060/56060fig6large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56060/56060fig7.jpg"> 
Şekil 7: yüzey iyon kapanı sonuçlarını imalat. (bir) çip düzeni genel bakış. (b) birden çok dış DC elektrotlar gösterir çip düzeninin büyütülmüş görüntüsü. (c) yükleme yuvası gösterir çip düzeninin büyütülmüş görüntüsü. (d) bir kesit görünümünü yükleme yuvası delici önce bindirme bölge. (e) bir kesit görünümü yükleme yuvası Penetran sonra bindirme bölgesinin. (f) A oksit sütun kesit görünümü büyütülmüş. Oksit ayağı duvarlar pürüzlü ve çıkıntı uzunlukları hangi SiO2 ayrı olarak yatırılan 3,5 µm kalınlığında SiO2 katmanları arasında arabirimler de düzgün olmayan etch oranının atfedilir yeterli değildir. (g) A yukarıdan bir DC elektrot tel bağlar ped. (h) A kesit görünümünü bir yolu ile. Oksit sütunlar eğimli profillerine izin ver DC elektrot ve toprak katmanı bağlantısı sırasında dolgu yerine oksit ayağı duvardan Al katmanda birikimi için electroplating bir işlemi ile delik üzerinden. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56060/56060fig7large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56060/56060fig8.jpg"> 
Şekil 8: bir EMCCD resim beş 174Yb+ iyonlar kapana microfabricated iyon kapanı çipte. Yüzey tuzak elektrot yapının görüntüsünü ayrı ayrı çekildi ve görüntüleri kapana kısılmış iyon ve elektrotlar netlik için kombine edilmiştir. Yoğunluğu efsane kutusundaki piksellere yalnızca için geçerlidir. Kalın ok 369.5 nm lazer ışını yolunu gösterir ve ince oklar x - ve z-bileşenleri foton momentum temsil eder. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56060/56060fig8large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56060/56060fig9.jpg"> 
Şekil 9: bir doğrusal zincir içinde kapana kısılmış iyonları Aksiyel potansiyelini düzeltilmesi. (bir) yedi iyonları kapanın ortasına. (b) iyonları shuttled onlarca mikrometre vardı. (c) iyon dize eksenel yönde sıkılmış. Bu rakam en iyi ayrı olarak yüklenen bir film görülüyor. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56060/56060fig9large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56060/56060fig10.jpg"> 
Şekil 10: Rabi salınım arasında deneysel sonuçlar | 0 <img alt="Image 1" src="/files/ftp_upload/56060/56060img1.jpg"> </img> ve | 1 <img alt="Image 1" src="/files/ftp_upload/56060/56060img1.jpg"> </img> Birleşik. | 0<img alt="Image 1" src="/files/ftp_upload/56060/56060img1.jpg"> </img> 2S1/2olarak tanımladığınız | F = 0, mF= 0<img alt="Image 1" src="/files/ftp_upload/56060/56060img1.jpg"> </img> 171Yb+ iyon devlet ve | 1<img alt="Image 1" src="/files/ftp_upload/56060/56060img1.jpg"> </img> 2S1/2olarak tanımladığınız | F = 1, mF= 0<img alt="Image 1" src="/files/ftp_upload/56060/56060img1.jpg"> </img> devlet. Rabi salınım 12.6428-GHz mikrodalga tarafından indüklenen. Bloch küreler arsa üzerinde farklı zamanlarda ilgili kuantum Birleşik göster. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56060/56060fig10large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
Ek belge: <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56060/jove-56060_Supplementary_Document.pdf" target="_blank">Bu belgeyi karşıdan yüklemek için buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Experimental Methods for Trapping Ions Using Microfabricated Surface Ion Traps at JoVE.com

Experimental Methods for Trapping Ions Using Microfabricated Surface Ion Traps

Bu kağıt yüzey iyon tuzakları için bir microfabrication metodoloji yanı sıra ayrıntılı deneysel yönerge bindirme iterbiyum iyonları için bir oda sıcaklık ortamında sunar.

Microfabricated kullanarak iyonları bindirme için deneysel yöntemleri iyon tuzakları yüzey

Ions trapped in a quadrupole Paul trap have been considered one of the strong physical candidates to implement quantum information processing. This is due ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Optical Trapping of Nanoparticles

Nanopartiküllerin Optik Yakalama

Optical trapping is a technique for immobilizing and manipulating small objects in a gentle way using light, and it has been widely applied in trapping ...

Characterization of Surface Modifications by White Light Interferometry: Applications in Ion Sputtering, Laser Ablation, and Tribology Experiments

İyon Püskürtme Uygulamaları, Lazer Ablasyon ve Triboloji Deneyler: Beyaz Işık Interferometre ile yüzey modifikasyonları Karakterizasyonu

In materials science and engineering it is often necessary to obtain quantitative measurements of surface topography with micrometer lateral resolution. ...

Characterization of Electrode Materials for Lithium Ion and Sodium Ion Batteries Using Synchrotron Radiation Techniques

Sinkrotron Radyasyon Teknikleri Kullanarak Lityum İyon ve Sodyum iyon piller için elektrot Malzemelerin Karakterizasyonu

Intercalation compounds such as transition metal oxides or phosphates are the most commonly used electrode materials in Li-ion and Na-ion batteries. ...

In Situ Neutron Powder Diffraction Using Custom-made Lithium-ion Batteries

In Situ Neutron Powder Diffraction Using Custom-made Lithium-ion Batteries

Yerinde Nötron Toz Kırınım olarak Ismarlama Lityum-iyon Piller kullanma

Li-ion batteries are widely used in portable electronic devices and are considered as promising candidates for higher-energy applications such as electric ...

Surface Enhanced Raman Spectroscopy Detection of Biomolecules Using EBL Fabricated Nanostructured Substrates

Yüzey EBL Fabrikasyon Nanostructured Alt Tabakalar Kullanma biyomoleküllerin Raman Spektroskopisi Algılama Geliştirilmiş

Fabrication and characterization of conjugate nano-biological systems interfacing metallic nanostructures on solid supports with immobilized biomolecules ...

Speciation and Bioavailability Measurements of Environmental Plutonium Using Diffusion in Thin Films

İnce Filmlerde Difüzyon kullanma Çevre Pluton&#39;un Türleşme ve biyoyararlanımı Ölçümleri

The biological uptake of plutonium (Pu) in aquatic ecosystems is of particular concern since it is an alpha-particle emitter with long half-life which can ...

Advanced Experimental Methods for Low-temperature Magnetotransport Measurement of Novel Materials

Yeni Malzemelerin Düşük sıcaklık Magnetotransport Ölçüm İleri Deneysel Yöntemler

Novel electronic materials are often produced for the first time by synthesis processes that yield bulk crystals (in contrast to single crystal thin film ...

Experimental Methods for Investigation of Shape Memory Based Elastocaloric Cooling Processes and Model Validation

Şekil Bellek İncelenmesi Tabanlı Elastocaloric Soğutma Süreçler ve Model Doğrulama için Deneysel Yöntemler

Shape Memory Alloys (SMA) using elastocaloric cooling processes have the potential to be an environmentally friendly alternative to the conventional vapor ...

Emission Spectroscopic Boundary Layer Investigation during Ablative Material Testing in Plasmatron

Plazmatronun ablatif Malzeme Test sırasında Emisyon Spektroskopik Sınır Tabaka İncelenmesi

Ablative Thermal Protection Systems (TPS) allowed the first humans to safely return to Earth from the moon and are still considered as the only solution ...

Subsurface Defect Localization by Structured Heating Using Laser Projected Photothermal Thermography

Lazerle Projeksiyonlu Fototermal Termografi Kullanılarak Yapısal Isıtma Yöntemiyle Alt Yüzey Kusurlu Lokalizasyonu

The presented method is used to locate subsurface defects oriented perpendicularly to the surface. To achieve this, we create destructively interfering ...