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Halbleiterphysik: Ionenfallen auf Halbleiterchips

Gefängnisse für geladene Atome – so genannte Ionenfallen – sind technisch oft sehr komplexe Gebilde. Dass sich derartige Käfige auch auf einem simplen Halbleiterchip platzieren lassen, zeigen nun Christopher Monroe und seine Kollegen von der Universität von Michigan in Ann Arbor.

Aus wechselnden Lagen von Aluminium-Gallium-Arsenid und Gallium-Arsenid ätzten die Wissenschaftler eine mikroskopisch kleine elektromagnetische Falle, in der sie einzelne Kadmium-Ionen gefangen hielten. Dazu benutzten sie Produktionstechniken, wie sie in der konventionellen Halbleitertechnik üblich sind. Mit derartigen Methoden ließen sich daher in einem Arbeitsschritt gleich hunderte oder tausende solcher Käfige herstellen.

Ionen gelten als aussichtsreiche Kandidaten, um Quanteninformationen zu speichern und zu verarbeiten. Um mit ihnen rechnen zu können, müssen die geladenen Atome gezielt manipulierbar sein. Dazu werden sie normalerweise isoliert in komplexen elektromagnetischen Käfigen gehalten. Ließen sich diese miniaturisieren und einfach auf Halbleiterchips aufbringen, wäre das ein gewaltiger Fortschritt.

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