微米级原子钟的概念设计
原子物理
2007-08-01 v1 仪器与探测器
摘要
本文提出了将整个原子钟缩小至微米尺寸的理论方案。将磷或氮原子引入富勒烯笼中。然后将这种内嵌富勒烯涂覆绝缘壳层，并将多个此类结构作为薄层沉积在硅芯片上。在该层旁边制造一个 GMR 传感器，使其靠近内嵌富勒烯。该 GMR 传感器测量来自核自旋的振荡磁场，其量级为微高斯，频率为超精细跃迁频率 (413 MHz)。鉴于该系统的微米尺度和简洁性，仅需少量晶体管即可控制波形并执行数字计时。这种新型原子钟表现出极低的功耗（纳瓦级）、高抗振动和抗冲击能力、约 10^{-9}量级的稳定性，并且兼容 MEMS 制造和芯片集成。随着 GMR 传感器灵敏度的不断提高，这种原子钟的稳定性也将成比例增加。
引用
@article{arxiv.0707.4624,
title = {Conceptual Design of a Micron-Scale Atomic Clock},
author = {Eric C. Hannah and Michael A. Brown},
journal= {arXiv preprint arXiv:0707.4624},
year = {2007}
}
评论
Submitted to the Journal of Applied Physics