論文の概要: Using graphene conductors to enhance the functionality of atom-chips
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.01907v1
- Date: Wed, 5 May 2021 07:44:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-01 13:24:37.556293
- Title: Using graphene conductors to enhance the functionality of atom-chips
- Title（参考訳）: グラフェン導体を用いた原子チップの機能向上
- Authors: K. Wongcharoenbhorn, R. Crawford, N. Welch, F. Wang, G. Sinuco-Le\'on,
P. Kr\"uger, F. Intravaia, C. Koller, T.M. Fromhold
- Abstract要約: グラフェン系ファンデルワールスヘテロ構造を用いて原子チップの性能と機能性を変換可能であることを示す。
2次元導体を持つ原子チップは、トラップ電位の空間的ゆらぎを減少させると予測する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We show that the performance and functionality of atom-chips can be
transformed by using graphene-based van der Waals heterostructures to overcome
present limitations on the lifetime of the trapped atom cloud and on its
proximity to the chip surface. Our analysis involves Green-function
calculations of the thermal (Johnson) noise and Casimir-Polder atom-surface
attraction produced by the atom-chip. This enables us to determine the lifetime
limitations produced by spin-flip, tunneling and three-body collisional losses.
Compared with atom-chips that use thick metallic conductors and substrates,
atom-chip structures based on two-dimensional materials reduce the minimum
attainable atom-surface separation to a few 100 nm and increase the lifetimes
of the trapped atom clouds by orders of magnitude so that they are limited only
by the quality of the background vacuum. We predict that atom-chips with
two-dimensional conductors will also reduce spatial fluctuations in the
trapping potential originating from imperfections in the conductor patterns.
These advantages will enhance the performance of atom-chips for quantum sensing
applications and for fundamental studies of complex quantum systems.
- Abstract（参考訳）: 本研究では, グラフェン系ファンデルワールスヘテロ構造を用いて, 捕捉された原子雲の寿命とチップ表面近傍の限界を克服することにより, 原子チップの性能と機能性を変換可能であることを示す。
我々の分析では、熱(ジョンソン)ノイズのグリーン関数計算と、原子チップが生成するカシミール・ポルダー原子表面アトラクションが関係している。
これにより、スピンフリップ、トンネル、および3体衝突による寿命制限を決定できる。
厚い金属伝導体や基板を用いる原子チップと比較して、2次元材料に基づく原子チップ構造は、到達可能な最小原子-表面の分離をわずか100nmに減らし、捕獲された原子雲の寿命を桁違いに増加させ、背景真空の品質に制限される。
二次元導体を持つ原子チップは導体パターンの不完全性に起因するトラップ電位の空間変動を減少させる。
これらの利点は、量子センシングアプリケーションや複雑な量子システムの基礎研究における原子チップの性能を向上させる。
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