一种可用于研究非绝热跃迁的静电表面阱制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可用于研究非绝热跃迁的静电表面阱，涉及芯片相关领域；该静电表面阱包括电极组件，所述电极组件由外径逐渐增大的一号环形电极、二号环形电极和三号环形电极组成，所述一号环形电极、二号环形电极和三号环形电极同圆心且等距间隔设置，所述圆心处为阱中心，所述一号环形电极和三号环形电极的厚度相等且小于二号环形电极厚度，一号环形电极、二号环形电极和三号环形电极上分别开设有一号缝隙、二号缝隙和三号缝隙；通过调节电极电压使该阱的阱中心的场强在零和非零之间灵活切换；可以避免阱中分子由于非绝热跃迁而逃逸，还可以形成中心场强为0的势阱，形成阱中心场强非0的势阱，避免非绝热跃迁。避免非绝热跃迁。避免非绝热跃迁。

【技术实现步骤摘要】
一种可用于研究非绝热跃迁的静电表面阱


[0001]本技术涉及芯片相关领域，具体是一种可用于研究非绝热跃迁的静电表面阱。

技术介绍

[0002]静电表面阱是在一种介质（如玻璃）表面刻蚀金属电极（如黄金），形成一个电场强度最小的区域。对于弱场搜寻态的冷极性分子，其会趋向于会聚在这个区域。这样我们就可以在介质表面囚禁冷极性分子；二非绝热跃迁是分子被囚禁在静电阱中，如果分子从可囚禁的量子态跃迁到不可囚禁的量子态，这样分子会从静电阱中逃逸。
[0003]2009年德国的一个小组通过实验证实，分子被囚禁在阱中心场强为零的静电阱中，同样会由于非绝热跃迁而逃逸。该小组指出想利用偏置电场的办法解决基于分子芯片的静电阱中非绝热跃迁造成的分子逃逸很难。他们采用的是加偏置磁场的方法，但很遗憾，这并不是普遍适用的。对于一些分子，加了磁场后，反而会造成囚禁能级和非囚禁能级分裂间距的减小，加剧了非绝热跃迁的发生。同时可以通过巧妙设计电极结构，不加偏置磁场，也成功解决了此问题。现有的静电表面阱方案只能单一的形成阱中心场强为0或者非0的静电阱，不利于研究阱中分子的非绝热跃迁。
[0004]在本技术中将重新设计电极结构，使得静电表面阱既可以避免阱中分子由于非绝热跃迁而逃逸，另一方面可以借助其研究非绝热跃迁。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种可用于研究非绝热跃迁的静电表面阱，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0007]一种可用于研究非绝热跃迁的静电表面阱；包括电极组件，所述电极组件由外径逐渐增大的一号环形电极、二号环形电极和三号环形电极组成，所述一号环形电极、二号环形电极和三号环形电极同圆心且等距间隔设置，所述圆心处为阱中心，所述一号环形电极和三号环形电极的厚度相等且小于二号环形电极厚度，一号环形电极、二号环形电极和三号环形电极上分别开设有一号缝隙、二号缝隙和三号缝隙，其中所述三号缝隙和二号缝隙的间距相等且大于一号缝隙的间距。
[0008]作为本技术进一步的方案：所述一号环形电极、二号环形电极和三号环形电极构建在介质层表面。
[0009]作为本技术进一步的方案：所述介质层为聚四氟乙烯或玻璃。
[0010]作为本技术进一步的方案：所述一号环形电极、二号环形电极和三号环形电极的材料为金或不锈钢。
[0011]作为本技术再进一步的方案：一号缝隙和二号缝隙的位置同向且与三号缝隙相互垂直设置。
[0012]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0013]本技术可以通过调节电极电压使该阱的阱中心的场强在零和非零之间灵活切换；一方面可以避免阱中分子由于非绝热跃迁而逃逸，另一方面，由于其既可以形成中心场强为0的势阱，发生非绝热跃迁；又可以形成阱中心场强非0的势阱，避免非绝热跃迁。
附图说明
[0014]图1为本技术的三维结构示意图。
[0015]图2为本技术的结构示意图。
[0016]图3为装载分子时一维电场分布图。
[0017]图4为按第一个数据囚禁分子时一维电场分布图。
[0018]图5为按第二个数据囚禁分子时一维电场分布图。
[0019]附图标记注释：一号环形电极1、二号环形电极2、三号环形电极3、一号缝隙101、二号缝隙201、三号缝隙301。
具体实施方式
[0020]以下实施例会结合附图对本技术进行详述，在附图或说明中，相似或相同的部分使用相同的标号，并且在实际应用中，各部件的形状、厚度或高度可扩大或缩小。本技术所列举的各实施例仅用以说明本技术，并非用以限制本技术的范围。对本技术所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本技术的精神与范围。
[0021]请参阅图1～2，在本技术的一种实施例中，一种可用于研究非绝热跃迁的静电表面阱；包括电极组件，所述电极组件由外径逐渐增大的一号环形电极1、二号环形电极2和三号环形电极3组成，所述一号环形电极1、二号环形电极2和三号环形电极3同圆心且等距间隔设置，所述圆心处为阱中心，间距为0.5mm，所述一号环形电极1和三号环形电极3的厚度相等且小于二号环形电极2厚度，一号环形电极1、二号环形电极2和三号环形电极3上分别开设有一号缝隙101、二号缝隙201和三号缝隙301，其中所述三号缝隙301和二号缝隙201的间距相等且大于一号缝隙101的间距。
[0022]在本实施例中，所述二号环形电极2的厚度为1mm，所述一号环形电极1和三号环形电极3的厚度为0.1mm，所述三号环形电极3和二号环形电极2的缝隙为2mm，所述一号环形电极1的缝隙为1mm。
[0023]在本实施例中，所述一号环形电极1、二号环形电极2和三号环形电极3构建在介质层表面。
[0024]在本实施例中，所述介质层为聚四氟乙烯或玻璃。
[0025]在本实施例中，所述一号环形电极1、二号环形电极2和三号环形电极3的材料为金或不锈钢。
[0026]请参阅图1～2，在本技术的另一种实施例中，一号缝隙101和二号缝隙201的位置同向且与三号缝隙301相互垂直设置。
[0027]静电表面阱的原理：通过在芯片表面构建微型尺寸的电极组件，通过调节电极组件的电压，在芯片表面形成一个电场强度最弱的区域，即一个三维封闭的阱。对于弱场搜寻态的冷极性分子，它们收到非均匀电场的偶极梯度力，这样分子就会被束缚在静电阱中。
[0028]本方案因为涉及分子束实验，所以实验上需要在不锈钢的真空腔中进行，气压需要达到10
‑6Pa以上，这需要机械泵、分子泵、离子泵获得高真空。而且需要高压电源提供高压，以及高压电极来将电源的高压传递给弧形电极。由于分子束要装载进入静电阱，所以还需要高压开关来完成电极电压的快速切换。探测阱中的分子还需要借助激光器，探测方法采用激光诱导荧光或者共振增强多光子电离技术。
[0029]分子束的装载请参阅图3，分子束沿着z轴负方向装载。首先需要借助于静电“Stark减速器”将脉冲阀喷出的超声分子束（可用Xe作为载气，ND3作为种子气体）的速度从300m/s左右减速到15m/s左右。由于我们希望分子到达阱中心位置附近时，速度接近于0，需要营造一个势垒，使得分子在“爬坡”的过程中，动能继续减小。可以通过将电极电压如下设置（U1=0，U2=4kV，U3=11kV），来完成分子束的进一步减速。
[0030]按第一个数据囚禁分子时，形成阱中心场强为0的静电阱请参阅图4，当分子运动到势阱的中心（距离芯片表面不到2mm），速度接近于0时，通过调节电极电压，如第一个电压设置为U1=0，U2=20kV，U3=11kV,这样就可以将分子囚禁在静电阱中。此时势阱中心的场强约为0，分子的可被囚禁的量子态和非囚禁量子态发生简并，这样分子会发生从囚禁态到非囚禁态的跃迁，从而从阱中逃逸。
[0031]按第二个数据囚禁分子时，形成阱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可用于研究非绝热跃迁的静电表面阱，其特征在于，包括电极组件，所述电极组件由外径逐渐增大的一号环形电极（1）、二号环形电极（2）和三号环形电极（3）组成，所述一号环形电极（1）、二号环形电极（2）和三号环形电极（3）同圆心且等距间隔设置，所述圆心处为阱中心，所述一号环形电极（1）和三号环形电极（3）的厚度相等且小于二号环形电极（2）厚度，一号环形电极（1）、二号环形电极（2）和三号环形电极（3）上分别开设有一号缝隙（101）、二号缝隙（201）和三号缝隙（301），其中所述三号缝隙（301）和二号缝隙（201）的间距相等且大于一号缝隙（101）的间距。2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：仲秋阳，张楠楠，孔凡晟，李文慧，李胜强，
申请(专利权)人：盐城师范学院，
类型：新型
国别省市：