VERS UNE MEMOIRE QUANTIQUE AVEC DES IONS PIEGES

tel-00430795, version 1 - 9 Nov 2009
4.3. PIÈGE IPIQ VERSION 1.0 87
Fig. 4.6 – Cliché du piège de Paul linéaire et du système de production des ions
Fours atomiques et Canon à électrons La figure 4.6 est un cliché du piège, des deux
fours atomiques et du canon à électrons. Les fours sont des enceintes cylindriques en acier
inoxydable percées d’un trou dans l’axe qui pointe vers le centre du piège. Elles contiennent
une pépite de l’élément que l’on souhaite produire, pépite maintenue dans un panier formé
d’un fil de tungstène. En faisant passer un courant dans ce fil, on chauffe la pépite par effet
Joule et on sublime une partie des atomes. Le canon à électrons a été représenté sur la figure
4.7.
4.3.2 Possibilités-Limites
Pour démontrer le confinement des ions et déterminer les espèces présentes, il est possible
de compter les ions présents dans le piège et d’effectuer des spectres de masse. On détaille
maintenant le fonctionnement de la détection des ions.
Les ions sont éjectés selon l’axe du piège en créant un gradient de potentiel grâce aux endcaps.
Celles-ci ne sont donc pas en contact électrique même si pour piéger elles sont placées
à la même tension. La séquence d’éjection consiste à commuter ces électrodes, en portant
la première endcap à un potentiel plus important que durant la phase de confinement et la
seconde à la masse. Le nuage est alors déplacé hors du piège vers le détecteur. Comme cette
pièce est portée à une tension négative, le nuage traverse la pièce vers la grille du détecteur
qu’il percute finalement. La trajectoire est représentée dans une coupe du dispositif sur la
figure 4.8. La distribution de vitesse transverse et la répulsion coulombienne tendent à disperser
le nuage, et le rôle du tube métallique est de réduire cette divergence et d’augmenter
la population qui percute le détecteur. Cette séquence d’éjection-transport a été simulée sous
Simion R○ (cf. supra), et pour un jeu de tensions optimal la grande majorité des ions piégés
(plus de 95%) atteignent le détecteur après la commutation des endcaps. Dans la pratique,
il est possible de mesurer la fraction du nuage qui arrive effectivement au détecteur si on