X 射线荧光显微镜对数百个原子的探测灵敏度极限
材料科学
2023-10-06 v1 加速器物理
应用物理
摘要
我们报道了面向量子技术的杂质纳米尺度包裹体的 X 射线荧光（XRF）成像。衍射极限的极亮 X 射线束焦点产生了极高的灵敏度与分辨率。我们研究了由聚焦离子束（FIB）在硅（Si）中产生的镓（Ga）掺杂剂。这些掺杂剂可能提供 3/2 自旋量子比特或 p 型电接触与量子点。我们发现离子束光斑比预期略大，该技术为 FIB 分辨率提供了有用的校准。引人注意的是，我们证明在 1 秒积分时间的单次探测下，XRF 的灵敏度足以在背景中发现位置未知、仅含 3000 个 Ga 杂质（质量仅 350 zg）的单个孤立包裹体，无需专门的纳米厚度薄片，且优于以往类似工作中 >10 个原子的报道。通过增加积分时间，我们探测到了 650 个杂质。结果表明，计划中的设施升级可能在不久的将来实现通用、非破坏性的单原子灵敏度技术。
引用
@article{arxiv.2310.03409,
title = {Detection Sensitivity Limit of Hundreds of Atoms with X-Ray Fluorescence Microscopy},
author = {Mateus G. Masteghin and Toussaint Gervais and Steven K. Clowes and David C. Cox and Veronika Zelyk and Ajith Pattammattel and Yong S. Chu and Nikola Kolev and Taylor Z. Stock and Neil Curson and Paul G. Evans and Michael Stuckelberger and Benedict N. Murdin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.03409},
year = {2023}
}
备注
8 pages, 5 figures