Düsseldorf 2007 – wissenschaftliches Programm

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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik

Q 50: Ultrakalte Atome (Einzelne Teilchen und Ionenfallen)

Q 50.7: Vortrag

Mittwoch, 21. März 2007, 18:00–18:15, 5D

Kalte Ionenkristalle in einer segmentierten Falle zur deterministischen Implantation einzelner Ionen in Festkörper — •W. Schnitzler, T. Deuschle, G. Huber, J. Eble, N. M. Linke, F. Schmidt-Kaler und K. Singer — Universität Ulm, Inst. für Quanteninformationsverarbeitung, Albert-Einstein-Allee 11, D-89069 Ulm

Im Zuge der voranschreitenden Miniaturisierung von Halbleiterbauelementen stellt die statistische Fluktuation der Dotierungskonzentration ein Problem dar. Durch die deterministische Implantation einzelner Dotierungsionen können hingegen die elektrischen Eigenschaften verbessert werden [1]. Wir stellen ein neuartiges Verfahren vor, bei dem eine Ionenfalle als deterministische Punktquelle dient [2]. Dazu haben wir eine segmentierte lineare Paulfalle aufgebaut, in der wir kalte ⁴⁰Ca⁺-Ionenkristalle fangen. Das Auftrennen und Verschieben der Ionenkette zwischen den 15 Segmenten der Falle sowie das Laden gemischter Kristalle mit N⁺ bzw. anderen Dotierungsionen stellen die wesentlichen Schritte für die Realisierung unseres Einzelionen-Implanters dar. Wir stellen Messungen zur Charakterisierung der Falle vor. Die durch unser Verfahren gegebene nm-genaue deterministische Implantation wird neue Realisierungsmöglichkeiten eines skalierbaren Festkörper-Quantencomputers eröffnen, basierend auf Phosphorstörstellen in Silizium [3] oder Farbzentren in Diamant [4] .

[1] T. Shinada et. al., Nature 437, 1128 (2005)

[2] J. Meijer et. al., Appl. Phys. A 83, 321 (2006)

[3] B. Kane, Nature 393, 133 (1998)

[4] F. Jelezko et. al., Phys. Rev. Lett. 93, 130501 (2004)