Enabling-Technologien Ionenfallen Innovationszentrum Hamburg

Ziel

Wir entwickeln Mikromagneten für die Integration in Ionenfallen, definieren und führen elektro-optische Schnittstellen aus und miniaturisieren periphere Technologie wie zum Beispiel Vakuumtechnik.

Wir bieten am DLR-Innovationszentrum Hamburg zum einen ein technologisches Unterstützungsangebot bei der Prozessbereitstellung zur Fertigung von Ionenfallen an. Zum anderen bringen wir auch eigene technologische Innovationen voran leisten so einen wesentlichen Beitrag für die Entwicklung in diesem Bereich. Dabei betrachten wir neben der eigentlichen Ionenfalle auch periphere Technologien, die für den Aufbau miniaturisierter Vakuumtechnologie erforderlich sind – insbesondere elektro-optische Schnittstellen und geeignete Aufbau- und Verbindungstechniken.

Motivation

Ein aussichtsreiches Konzept für die Realisierung eines Quantencomputers ist die Ionenfallentechnologie. Mit diesem Projekt wollen wir unser Knowhow im Bereich der Mikrosystemtechnik nutzen, um technologisch die Ionenfallen-Chips für das Quantencomputing waferbasiert zu realisieren. Die Ionenfallen ähneln der Atomchip-Technologie für die Quantengravimetrie sehr stark. Hier hat unsere Abteilung gemeinsam mit dem Institut für Mikroproduktionstechnik (IMPT) an der Leibniz Universität Hannover Technologieführerschaft. Im Fokus dieses Projektes steht vor allem die Integration von magnetischen Quadrupol-Strukturen auf der Mikrometerskala. Gleichzeitig betrachten wir Fragen der Ausführung von elektro-optischen Schnittstellen und zur Miniaturisierung von Vakuumtechnologie.

Herausforderung

Die Herstellung von Ionenfallen erfordert ein fundiertes Wissen bezüglich der Prozesse. Hier sind vor allem die Wechselwirkungen der aufeinanderfolgenden Prozesse von großer Bedeutung. Mit der Integration der angedachten magnetischen Quadrupol-Strukturen erhöht sich die Komplexität signifikant. Dies hat vor allem mit notwendigen Temperaturprozessen zu tun. Sie dienen dazu, das amorph abgeschiedene magnetische Material in eine kristalline Phase zu überführen, um es überhaupt als Permanentmagnet nutzen zu können. Wir erarbeiten Lösungsansätze um den erforderlichen Temperatureintrag lokal zu begrenzen und damit Prozessinkompatibilitäten zu vermeiden. Darüber hinaus verbessern wir nicht nur die Chip-Leistung durch die Integration von magnetischen Strukturen , sondern adressieren auch die Ausführung von elektro-optischen Schnittstellen und die Miniaturisierung der Vakuumtechnologien.