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Projektübersicht

Quantenkäfige - Planare Mikro-Ionenfallen

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Projektbeschreibung

Ziel dieses Projekts war die Entwicklung einer planaren Ionenfalle, dessen Design im wesentlichen von einer in der Experimentalphysik eingesetzten konventionell hergestellten 22-Pol Ionenfalle abstammt. Diese Fallen mit vielen Elektroden oder Polen bieten ein im Vergleich zu Fallen mit wenigen Polen (z.B. dem Quadrupol) ein Speichergebiet für Ionen, welches in weiten Bereichen nahezu feldfrei ist. Damit sind diese Fallen hervorragend geeignet für Stoßexperimente zwischen Ionen und/oder zwischen Ionen und Neutralteilchen. Die hier entwickelte Ionenfalle wurde mit mikrofertigungstechniken hergestellt, was neue Möglichkeiten im Elektrodendesign zum gezielten Verschieben und Manipulieren von gefangenen Ionen eröffnet und zu verbesserten Extraktionseigenschaften führt. Zwei verschiedene Fallengenerationen, mit 32 bzw. 28 in einer Kammstruktur angeordneten RF Elektroden und zusätzlichen statischen Endkappenelektroden, wurden als Goldcschicht auf ein optisch transparentes Pyrex Substrat aufgebracht. Für eine gesteigerte Extraktionseffizienz der gefangenen Ionen wurden auf der Rückseite der Chips zusätzliche Elektroden abgeschieden. Eine Falle besteht aus zwei sich gegenüberliegenden Chips mit gespiegelten Elektroden, die in einem Abstand von 5 mm angebracht sind. Dadurch wird ein bisher unerreichter optischer Zugang zu den gespeicherten Ionen in der Mitte zwischen den Chips erreicht. Der funktionale Bereich der Elektrodenstrukturen misst eine Fläche von 30*30 mm^2. Für zukünftige Experimente mit einer überlagerten magneto-optischen Falle, welche Stoßexperimente von Ionen mit kalten Neutralteilchen ermöglicht, wurden auch optisch transparente ITO Elektroden, welche ebenfalls elektrisch leitend sind, untersucht. Beide Fallengenerationen wurden erfolgreich unter Hochvakuumbedingungen charakterisiert. Es wurden Speicherzeiten zwischen 5 bis 16 s gemessen.

Laufzeit

01.03.2005 bis 28.02.2007

Projektleitung

Prof. Dr. Peter Woias

Ansprechpartner/in

Dr. Michael Kröner
Telefon:0761/203 - 7584

Kooperationspartner

Physikalisches Insitut, Uni Freiburg: Prof. Dr. Matthias Weidemüller, Dr. Roland Wester

Finanzierung

Landesstiftung BaWü

Schlagworte

Mikro-Ionenfallen, Atom-Molekülreaktionen, Multipolfallen, Planare Ionenfallen, Transparente leitenden Schichten, micro ion traps, ion atom collisions, multipole ion traps, transparent conductive electrodes
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