Zur Seitenansicht
 

Titelaufnahme

Titel
Cryogenic surface ion traps / Michael Niedermayr
VerfasserNiedermayr, Michael
GutachterBlatt, Rainer
Erschienen2015
UmfangIII, 113 S. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftInnsbruck, Univ., Diss., 2015
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
Datum der AbgabeJuli 2015
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Quantencomputer / Ionenfalle / Oberflächenfalle / Silizium / Tieftemperatur
Schlagwörter (EN)quantumcomputer / ion trap / surface trap / silicon / cryogenic
Schlagwörter (GND)Quantencomputer / Ionenfalle / Silicium / Tieftemperaturverhalten
URNurn:nbn:at:at-ubi:1-2520 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
 Das Werk ist frei verfügbar
Dateien
Cryogenic surface ion traps [6.21 mb]
Links
Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Oberflächenfallen bieten eine vielversprechende Fallenarchitektur, um einen skalierbaren Quantencomputer basierend auf Ionenfallen zu realisieren. Ein System aus hunderten oder tausenden Oberflächenfallen kann im Prinzip auf einem einzelnen Substrat angeordnet werden. Dieses System ermöglicht die Arbeit mit einer großen Anzahl von Ionen, die miteinander wechselwirken können. Dazu werden allerdings Fallendesigns und Fertigungsmethoden benötigt, die die Herstellung von skalierbaren, reproduzierbaren und zuverlässig arbeitenden Fallen gewährleisten. In dieser Arbeit wird ein neuartiges Oberflächenfallendesign präsentiert, das für Tieftemperaturanwendungen entwickelt wurde. Intrinsisches Silizum wird als Substratmaterial für die Fallen verwendet. Die hochentwickelten Mikrofabrikationstechnologien für Silizium werden eingesetzt, um einfache und reproduzierbare Fallen herzustellen. Die Fallen wurden bei tiefen Temperaturen getestet und charakterisiert. Ionen konnten in den Fallen gefangen werden. Dabei wurde eine Verweildauer der Ionen in den Fallen von mehreren Stunden beobachtet. Außerdem wurden die Heizenraten der Bewegungsmoden untersucht. Eine niedrige, reproduzierbare Heizrate von ungefähr 1 Phonon pro Sekunde bei einer Fallenfrequenz von 1 MHz wurde gemessen.

Zusammenfassung (Englisch)

Microfabricated surface traps are a promising architecture to realize a scalable quantum computer based on trapped ions. In principle, hundreds or thousands of surface traps can be located on a single substrate in order to provide large arrays of interacting ions. To this end, trap designs and fabrication methods are required that provide scalable, stable and reproducible ion traps. This work presents a novel surface-trap design developed for cryogenic applications. Intrinsic silicon is used as the substrate material of the traps. The well-developed microfabrication and structuring methods of silicon are utilized to create simple and reproducible traps. The traps were tested and characterized in a cryogenic setup. Ions could be trapped and their life time and motional heating were investigated. Long ion lifetimes of several hours were observed and the measured heating rates were reproducibly low at around 1 phonon per second at a trap frequency of 1 MHz.