研究者らが量子技術研究のために原子気化室を3Dプリント

研究者らが量子技術研究のために原子気化室を3Dプリント
2024年6月25日、アンタークティックベアは、ノッティンガム大学の研究者が量子技術の主要構成要素であるガラス蒸気チャンバーの付加製造技術を開発したことを知りました。チームは、バレルの集約にデジタル光処理 (DLP) を使用し、複雑な内部アーキテクチャと統合センサーを作成しました。このプロセスにより、金ナノ粒子をその場で成長させて光学特性を調整することが可能になります。
関連研究は、「次世代量子技術のための機能化原子蒸気セルの付加製造」と題された論文とともに、arXiv データベース プラットフォームで公開されました。

論文リンク: https://arxiv.org/html/2406.15255v1
3D プリントされたガラス蒸気チャンバーは 2×10⁻⁹mbar の超高真空を実現し、ドップラーフリー分光法とレーザー周波数の安定化を可能にしました。容積が 1cm³ 未満のこれらの蒸気チャンバーは、150°C まで熱的に安定しており、高温環境でも構造的完全性を維持します。
△QTアプリケーション向けに積層造形された蒸気チャンバー。 (画像提供: ノッティンガム大学) △ 積層造形された蒸気チャンバー内の Rb 蒸気の吸収スペクトル △ ロック解除されたレーザーのアラン偏差、および印刷された蒸気チャンバーを使用したロックされたレーザーのアラン偏差。インセット: 参考のためにエラー信号 (赤) が表示されます。 △ 積層造形された蒸気チャンバーの透過率と偏光の測定 △ 積層造形されたガラスの機能化 - AuNP ドーピングとグラフェン トラック この積層造形アプローチは、カスタマイズ可能で小型化された高光学品質のコンポーネントを提供することで、ガラス吹きの必要性など、従来の製造の限界に対処します。印刷されたセルは、インクジェット印刷されたグラフェンや光子検出用の銀電極など、複雑な形状と統合された機能をサポートします。
研究チームはフュームドシリカナノ粒子を含む樹脂を使用し、50重量%のシリカ高充填を達成した。印刷された部品は熱的に脱結合され、1150°C で焼結されて、高密度の非晶質ガラス構造が形成されました。このプロセスでは大きな線形収縮(約 27%)が見られ、これは設計段階で考慮されました。
印刷されたセルはルビジウム分光法を実行するために使用され、量子技術アプリケーションに適していることが確認されました。これらの結果は、量子デバイスの機能性と統合性を高め、高度な統合型マルチマテリアルコンポーネントを製造するための積層造形法の可能性を浮き彫りにしています。
原子蒸気室

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