Multi-layer atom chips for versatile atom micro manipulation
我们采用了光学紫外线和电子束光刻的组合，以创建一个原子芯片结合亚微米线结构与较大的传统线在一个单一的基板上。这种新的多层制造技术可以实现交叉线结构，大大提高了超冷量子气体和玻色-爱因斯坦凝聚体的设计潜力。即使是最小的导线结构也能支持大于6 x 10^7 A/cm^2的大电流密度和在0.3微米间隙内高达65 V的高电压。我们通过实验证明了下一代原子芯片的灵活性，通过在磁阱中产生玻色-爱因斯坦凝聚体，所述磁阱由涉及所有不同制造方法和结构尺寸的线的组合产生。
2008-01-22 physics.atom-ph physics.ins-det
Thermal properties of AlN-based atom chips
研究了在高导热氮化铝（AlN）衬底上直接沉积金微丝的原子芯片的热性能。我们已经测量了几种宽度的电线的加热，并与不同的热耦合到铜安装持有芯片。结果是在良好的协议与理论模型，其中铜安装被视为散热器和导线和基板之间的热界面电阻是消失。我们给出了描述不同的瞬态加热制度和稳态的解析公式。我们确定的标准，以优化芯片的设计，以及最大电流$I_c$，可以馈入的电线。对于用Epotek H77粘合在铜块上的600 μ m厚的$μ$芯片，我们发现对于3 $μ$ m高，200 $μ$ m宽的线，$I_c=16$ A。
2010-11-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Atom chips on direct bonded copper substrates
我们提出了使用直接键合铜（DBC）的高功率原子芯片的简单制造。使用DBC的原子芯片具有几个优点：优异的铜/衬底粘附性、高纯度、厚（> 100微米）的铜层、高衬底导热性、高纵横比导线、快速（< 8小时）制造的潜力以及三维原子芯片结构。提出了用于DBC原子芯片制造的两种掩模选择，以及用于将线图案蚀刻到铜层中的两种方法。将磁场梯度优化为功耗函数的导线纵横比确定为0.84：1（高：宽）。还确定了作为磁陷获高度的函数的最佳导线厚度。一个测试芯片，能够支持100 A的电流2秒而不失败，是用来确定的DBC的热阻抗。还示出了使用两个DBC原子芯片来提供磁约束的组件。
2010-07-27 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph physics.ins-det
Effect of Magnetization Inhomogeneity on Magnetic Microtraps for Atoms
本文报道了在永磁薄膜原子芯片上观察到的超冷原子碎裂的起源。一种新的技术是用来表征小的空间变化的磁场附近的薄膜表面使用射频光谱的被困原子。直接观察表明，碎片是由于在膜磁化中的长程不均匀性引起的磁势的增加。一个模型，其中考虑到二维变化的薄膜磁化与观察是一致的。
2006-11-24 physics.atom-ph
Bose-Einstein condensation on an atom chip
报道了在原子芯片上产生玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的实验。基于芯片的Z线电流和均匀偏置磁场产生紧密的磁阱，这允许快速产生BEC。经过4.17秒的强制射频蒸发冷却后，出现了约3000个原子的冷凝物。转变温度约为300nK。这个紧凑的系统是相当强大的，允许多功能的扩展和BEC的进一步研究。
2008-12-15 physics.atom-ph
A Radio-Frequency Atom Chip for Guiding Neutral Atoms
我们提出了两种在原子芯片表面上制作的金属丝结构，分别用于制作具有非均匀射频磁场和均匀直流磁场的二维绝热射频波导。通过改变射频磁场的频率与两个塞曼子能级的共振频率之间的失谐量，可以选择引导态。我们也讨论了在设计射频原子晶片时，如何选择适当的结构，以及最佳的装载效率与陷阱深度。
2007-09-17 physics.atom-ph
Bose-Einstein condensation on a superconducting atom chip
我们在低温环境下仅用超导导线在原子芯片上制备了玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）。我们在100 nK的温度下观察到10^4个原子的凝聚开始。这一结果为研究BEC与超导表面相互作用中的原子损耗和退相干开辟了道路。在小而致密的原子样品中，长寿命里德伯原子的偶极阻塞研究正在进行中。
2008-01-23 physics.atom-ph
Atom chip for BEC interferometry
我们已经制作并测试了一个原子芯片，它可以作为一个物质波干涉仪。在这篇文章中，我们描述了通过离子束铣削蒸发到硅衬底上的金来制造芯片。我们目前的数据上的质量的电线，在电流密度，可以达到的电线和形成的磁陷阱的平滑度。我们演示了干涉仪的操作，表明我们可以相干分裂和重组的玻色-爱因斯坦凝聚体具有良好的相稳定性。
2010-02-03 physics.atom-ph quant-ph
Towards a guided atom interferometer based on a superconducting atom chip
我们评估实现一种新的几何形状的引导原子干涉仪的基础上的高温超导微结构。干涉仪型结构是通过两个载流超导导线与维持持续电流的闭合超导回路相结合来实现引导电势而获得的。我们介绍了我们的超导原子芯片的布局和实现。通过模拟，我们讨论了干涉仪的关键参数，特别是附近的分裂区域的物质波。基于相关芯片性能的测量，我们讨论了一种紧凑可靠的片上原子干涉仪的应用。
2008-06-11 physics.atom-ph
Fabrication of Magneto-Optical Atom Traps on a Chip
超冷原子可以使用被称为原子芯片的微制造设备来操纵。这些在传感、计量和量子信息处理中具有重要的应用潜力。到目前为止，通过将原子从外部宏观磁光阱（MOT）转移到芯片上的微观阱中来加载芯片。这种转移涉及一系列步骤，使实验过程复杂化并导致原子损失。在本文中，我们提出了一种设计，将一个凹面棱锥镜与一个方形线环相结合，将MOT集成到硅片上。我们描述了如何制造这样的陷阱阵列，我们目前的芯片的磁，热和光学性能。
2008-04-29 physics.atom-ph
Realizing a stable magnetic double-well potential on an atom chip
我们讨论了在原子芯片上利用载流导线实现磁双阱势的设计考虑和实现。对捕获电势的稳定性要求导致这种器件的典型尺寸为微米级。我们还提出了使用该设备来操纵冷的，被困原子的实验。
2005-03-14 cond-mat.other physics.atom-ph
From MOT to BEC using a single crossed-wire pair
Space Dynamics Laboratory（空间动力实验室）；Air Force Research Laboratory（空军研究实验室）
利用单根交叉导线对和适当偏置场生成超过10^8原子的MOT，并通过蒸发冷却形成超过10^4原子的BEC，同时提出理论框架和原子芯片设计。
2026-03-17 physics.atom-ph quant-ph
Guiding Neutral Atoms
我们展示了中性原子的引导的磁场，由于在芯片上的微加工载流导线。原子沿着平行于载流导线并在载流导线上方的最小磁场被引导。两个波导配置演示：一个使用两个外部磁场线，第二个使用四个线没有外部磁场。这些波导几何形状可以扩展到集成原子光学电路，包括分束器。
1999-08-16 physics.atom-ph
One dimensional lattice of permanent magnetic microtraps for ultracold atoms on an atom chip
报道了在原子芯片上制作的周期为10微米的一维永磁晶格中超冷原子的加载和捕获。产生磁晶格势的凹槽结构被制造在硅衬底上，并涂覆有有效厚度为960 nm的垂直磁化的多层TbGdFeCo/Cr膜。超冷原子在Z线磁阱中被蒸发冷却，然后通过施加适当的偏置场被热转移到磁晶格势。在我们的实验条件下的陷阱频率高达90 kHz的磁晶格中的测量和原子被困在距离小于5微米的表面与测量寿命约450 ms。这些结果是重要的背景下的中性原子的量子相干性的研究在原子芯片上的周期性磁势。
2008-01-04 physics.atom-ph
Electric field sensing near the surface microstructure of an atom chip using cold Rydberg atoms
利用冷原子测量了原子芯片异质金属/介质表面附近的电场。原子对电场的敏感性通过激发原子到里德堡态而增强，里德堡态的极化率是基态的10^8倍。我们把测量到的电场归因于原子芯片导线之间绝缘体的充电。令人惊讶的是，观察到这些领域可能会显着降低与适当的电压偏置，建议配置的混合量子系统的未来发展。
2012-06-29 physics.atom-ph quant-ph
Characterizing the local vectorial electric field near an atom chip using Rydberg state spectroscopy
我们利用里德伯原子对电场的敏感响应来表征原子-芯片表面附近的局部电场的所有三个矢量分量。我们测量了$S$和$D$里德堡态的斯塔克-塞曼图，使用从芯片表面磁性捕获$100$ $μ$ m的超冷铷原子（$T\sim2.5$ $μ$ K）的细长云。$S$态的光谱产生了在原子位置处产生的局部电场的校准。从$D$状态对组合电场和磁场的更复杂响应中提取场的不同分量的值。从分析中，我们发现在两个未补偿的$0.0\pm0.2$ V/cm和$1.98\pm0.09$ V/cm方向上的残留场。该方法还允许我们提取沿云长轴的相关场梯度的值。电场的操纵和磁捕获都是使用芯片上的导线完成的，使得这种设置成为在芯片上观察里德伯介导的相互作用的有希望的候选者。
2017-05-22 physics.atom-ph
Design and Fabrication of a Chip-based Continuous-wave Atom Laser
我们提出了一种设计的连续波（CW）原子激光器的芯片，并描述了用于制造该设备的过程。我们的设计目标是将基态Rb原子的四极磁导向与连续表面吸附蒸发冷却相结合，形成连续的玻色-爱因斯坦凝聚体，凝聚体中的外耦合原子将实现连续原子激光。我们选择了一种几何形状，在硅衬底上嵌入了三根螺旋形的导线。该导向器具有集成螺线管，以减轻自旋翻转损耗并提供定制的纵向磁场。我们的设计还包括原子干涉测量的多个选项：为激光生成的原子法布里-珀罗和马赫-曾德尔干涉仪提供住宿，并为全磁原子马赫-曾德尔设置引入一对原子束X分束器。我们展示了使用现有的微米和纳米级制造设备制造我们的设备所需的技术，并讨论了未来的修改设计和制造工艺的选择。
2012-02-02 physics.atom-ph
Magnetic-film atom chip with 10 $μ$m period lattices of microtraps for quantum information science with Rydberg atoms
我们描述了一种在原子芯片上制造超冷原子磁微阱晶格的装置的制作和结构。晶格由永磁膜的光刻图案化限定。图案化的磁性薄膜原子芯片能够在宽范围的长度尺度上实现各种各样的捕获几何形状。我们展示了一个原子芯片的晶格常数为10 $μ$米，适用于实验中的量子信息科学采用原子之间的相互作用，在高激发里德堡能级。有源俘获区包含具有正方形和六边形对称性的晶格区，其中两个区在界面处接合。在原子芯片下面安装了从银箔上切下的宏观金属丝结构，以便将超冷的$^{87}$ Rb原子加载到微阱中。我们证明加载的原子到正方形和六边形晶格部分同时显示解决个别晶格网站的成像。原子芯片上的磁膜晶格为超冷原子的实验提供了一个通用的平台，特别是对于量子信息科学和量子模拟。
2014-07-01 physics.atom-ph quant-ph
