Penning阱中离子运动的分析

根据Penning离子阱结构及电磁场分布特点,列出阱内离子运动方程并进行求解,对其中沿z轴运动和在xy平面上的运动进行详细分析,最后得到比荷为m/q的离子在Penning阱内的运动为沿磁场方向的简谐振动、绕磁感线旋转的回旋运动和垂直于z轴及径向绕z轴的漂移运动的叠加.     

Penning阱中Hn+团簇离子的检测与确认

报道了在Penning阱中检测与确认Hn 团簇离子的方法,介绍了离子在阱中的运动,重点分析了离子存储条件、离子的产生与探测、离子信号的放大与检波以及离子谱的分辨.     

Penning阱中离子谱的优化

根据Penning阱存储离子的探测原理,系统分析了阱内离子信号及信号本身的噪声、实验仪器及探测电路的噪声干扰,采用适当的品质因数和电子束流,得到较高信噪比和分辨率的离子谱。为深入开展Hn^＋（n≥3）对离子的形成机制、离子与中性气体原子或分子碰撞过程等问题的研究创造了更好的条件。     

Penning阱存储离子的高分辨分析

根据Penning阱中存储和探测离子的原理,研究改善离子谱分辨率的有效措施,发现离子谱的分辨率与LC振荡回路的Q值、阱中离子的密度及LC回路的谐振频率等因素有关.实验中,谐振频率为480千赫兹,Q在120左右,电子束流在40微安左右,真空度合适时,得到了较高分辨率的离子谱.最后对离子谱进行了辨认,离子分别是H+3,H+5,H+6,H+7.     

Penning阱存储离子的灵敏探测

对Ｐｅｎｎｉｎｇ阱中存储离子的探测原理和技术进行了研究,得到了较高探测灵敏度和较高信器比的Ｈ＋ｎ（ｎ＝１,２,３,４）离子谱,为开展离子与中性气体原子（或分子）碰撞过程等课题的研究创造了条件。     

Penning阱中离子谱的优化及Hn^＋离子的分析

根据Penning阱存储离子的探测原理,系统分析了阱内离子信号及信号本身的噪声、实验仪器及探测电路的噪声干扰,采用适当的品质因数和电子束流,得到较高信噪比和分辨率的离子谱.并对Hn+离子的形成机制和结构进行了分析.     

Paul阱中离子运动及稳定性分析

Paul离子阱由于没有外加磁场所引起的塞曼效应的影响,已成为离子存储及研究离子的重要装置.根据在实验中所采用的Paul离子阱结构及电场分布特点,列出阱内离子运动方程并进行求解,对其中各种运动进行分析,同时还分析了离子存储稳定性.最后对所作的研究进行总结,得到如下结论:阱中离子的运动为谐振运动、基频微运动和高阶微振动.     

线型离子阱中空间电荷效应的理论分析

线型离子阱中的离子在射频场作用下做宏观的久期运动,久期运动频率与实验参数有关.但当离子阱中囚禁大量同种电荷的离子时,空间电荷效应会导致离子间存在相互排斥的库仑力,使离子的运动频率发生漂移.本文通过求解泊松方程计算了空间电荷产生的附加电场的解析表达式,在小振动近似下理论计算了该附加电场对久期运动频率的影响,模拟了不同离子云中心密度下久期频率的漂移,讨论了离子云的数目、温度与实验参数之间的关系.对用离子阱进行的频标实验、碰撞实验和其他方面的研究都具有重要的指导意义.     

离子阱质谱计及其在团簇科学中的应用

在离子阱物理和技术基础上，发展了离子阱质谱技术，并将这一高灵敏原位检测技术用于激光溅射产生并囚禁碳原子团簇离子，质量选择存储以及化学反应等研究，并报道了相关应用研究的进展和结果。     

Penning阱离子谱中奇异峰分析

本文报道Penning离子阱中离子谱出现的奇异峰,提出鉴别它的方法,分析其产生的原因和消除它的可能性,还利用该机制设计出具有高分辨率的探测存储离子的新方法.     

Paul阱中存储离子的研究

根据Paul离子阱结构及电场分布特点,列出阱内离子运动方程并求解,对其中离子运动、硅团簇离子碰撞解离反应进行了分析.     

Fast generation of cluster states in a linear ion trap

We propose a practical scheme to generate cluster states by simultaneously accomplishing two-qubit conditional gating on an array of equidistant ions by using transverse modes. Our operation is robust to heating and insensitive to Lamb--Dicke parameter. Meanwhile, as it is carried out in a geometric quantum computing fashion, our scheme enables the fast and high-fidelity generation of cluster states. The experimental feasibility is discussed with sophisticated ion trap techniques.     

表面离子阱的衬底效应模型研究及新型离子阱设计

通过分析表面离子阱衬底的功率损失和电势损失对离子阱阱深和离子加热速率的影响,提出考虑衬底效应的阱深和离子加热速率的解析分析模型.研究发现,硅基衬底的电势损失对表面离子阱阱深的降幅达17.19%,功率损失对离子加热速率的加速达13.37%.为了降低衬底效应的不利影响,设计了衬底真空隔离结构的表面离子阱,在离子阱射频电极和直流电极间的衬底表面刻蚀出多条隔离槽,从而减小衬底的等效电导和等效电容,达到降低衬底功率和电势损失的目的.模拟结果显示,相比于一般结构,真空隔离结构的硅基表面离子阱能够使阱深加深20.22%,使衬底功率损失降低54.55%.     

Observing a single hydrogen-like ion in a Penning trap at T = 4 K

We describe how a single hydrogen-like ion (C⁵⁺) is prepared, cooled with the method of resistive cooling and non-destructively detected with the image-current technique in a cryogenic Penning trap at T = 4 K. The storage time for C⁵⁺-ions in the cryogenically pumped vacuum chamber is longer than six months. The experimental techniques of preparing, cooling and detecting highly-charged ions in a Penning trap are relevant for precision experiments such as g-factor measurements, mass spectroscopy and laser spectroscopy. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

Motional frequencies in a planar Penning trap

A Penning trap consisting of concentric ring electrodes on a substrate and a magnetic field perpendicular to the substrate plane has been loaded with electrons. In order to demonstrate the performance of the trap we have measured the motional frequencies of the trapped electrons. Frequencies, line shape and width agree well with simulations. Miniaturization of the device is at hand which opens novel possibilities for application in quantum computing. Contribution presented at the TCP06, Vancouver Island, 2006-09-21     

A quantum dense coding implementation in an ion trap

This paper reports that a quantum dense coding can be implemented with ions confined in a linear trap and interacting with laser beams. The scheme is insensitive to the interaction between the quantum channel and the environment. The Bell-state measurement is not involved and the probability of success in our scheme is 1.0.