High-end Messtechnik High-end Messtechnik High-end Messtechnik
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Avogadro Avogadro Avogadro
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Ultrakurzpuls Laser Ultrakurzpuls Laser Ultrakurzpuls Laser
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Faszination Laser Faszination Laser Faszination Laser
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Das neue Kilogramm Das neue Kilogramm Das neue Kilogramm
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Präzision Präzision Präzision
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Blick fürs Detail Blick fürs Detail Blick fürs Detail
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Ionenfallen

Ionen sitzen in der Falle

Die Entwicklung von Ionenfallen erlangte bereits Mitte der 80er Jahre ihren Durchbruch und ist seither als Methode zur Untersuchung von einzelnen elektrisch geladenen Atomen oder Molekülen im Einsatz. Aus der ursprünglichen Idee, Ionen in elektrischen und magnetischen Feldern zu speichern, wurden im Laufe der Zeit etliche Typen von Ionenfallen entwickelt und für unterschiedliche Anwendungen optimiert.

Zusammengefügte Ionenfalle in Chipcarrier

Die Anwendungen von Paul'schen Ionenfallen erstreckt sich von der Analytik wie z. B. der Massenspektroskopie von Ionen, Molekülen, Clustern über spektroskopische Untersuchungen gefangener Materie. Hochaktuell sind die Anwendungen von Ionenfallen für die Verarbeitung von Quanteninformation zur Untersuchung von Quantenalgorithmen auf amerikanischer und europäischer Seite.

Bei den neusten Untersuchungen werden lasergefertigte Mikrofallen eingesetzt. Die Fallen bestehen aus drei geometrisch unterschiedlichen Bauteilen, deren Grundstrukturen im ersten Schritt mit dem Ultrakurzpuls-Laser aus einem Keramik-Wafer getrennt werden.

Goldbeschichtete und laserstrukturierte Fallenchips mit Abstandhalter

Anschließend werden die einzelnen Segmente des Chips mit Gold beschichtet. Im letzten Schritt erfolgt dann das Isolieren bzw. das Freilegen der einzelnen funktionalen Bereiche des Chips, indem mittels UKP-Laser Isolationskanäle gebohrt, Kontaktbrücken geschnitten und Leiterbahnen durch Laserabtrag erzeugt werden.

Die Vorteile dieser neuartigen Falle sind die hohe Schwingungsfrequenz der gefangen Teilchen die den Einschluss der Teilchen verstärkt und z.B. die benötigte Zeit für quantenlogische Operationen verkürzt, ebenso wie die hohe geometrische Präzision wodurch die elektrischen Potentiale der gefertigten Falle auch genau mit den von den Wissenschaftlern berechneten und optimierten übereinstimmen.

Eine gelungene Kombination der Laserverfahren Bohren, Schneiden und Strukturieren, in sehr feinen Dimensionen.