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1 Teoria del raffreddamento e confinamento di atomi neutri 4

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Academic year: 2021

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(1)

Indice

Introduzione 1

1 Teoria del raffreddamento e confinamento di atomi neutri 4

1.1 Raffreddamento Doppler . . . . 4

1.2 Raffreddamento sub Doppler . . . . 8

1.2.1 Configurazione lin⊥lin . . . 11

1.2.2 Configurazione σ

+

σ

−

. . . . 13

1.3 Trappola magneto-ottica . . . . 14

1.4 Regimi di funzionamento della MOT . . . . 16

1.4.1 Regime limitato in temperatura . . . . 17

1.4.2 Regime multiple scattering . . . . 17

1.4.3 Regime a due componenti . . . . 19

1.5 Forza di dipolo . . . . 19

1.6 Standing wave . . . . 20

2 Descrizione dell’ apparato sperimentale 24 2.1 Apparato da vuoto . . . . 26

2.2 MOT piramidale e campi magnetici . . . . 28

2.3 Preparazione dei laser . . . . 30

2.3.1 Stabilizzazione della corrente e della temperatura . . . . . 32

2.3.2 Collimazione dei fasci e modifica della forma dei loro spot 32 2.3.3 Stabilizzazione della frequenza . . . . 34

2.3.4 Battimenti e riduzione del rumore . . . . 42

2.4 Cammini ottici e visione generale dell’ apparato . . . . 43

3 Caratterizzazione della MOT 47 3.1 Determinazione del numero di atomi . . . . 48

3.1.1 Numero di atomi vs detuning . . . . 50

3.1.2 Numero di atomi vs corrente dei dispenser . . . . 52

3.2 Determinazione del volume della MOT . . . . 52

3.3 Densit`a della MOT vs detuning . . . . 54

3.4 Determinazione della temperatura della MOT . . . . 54

i

(2)

4 Caratterizzazione del fascio atomico 58

4.1 Caratterizzazione del fascio atomico non collimato . . . . 59

4.1.1 Analisi preliminari . . . . 59

4.1.2 Misure di densit`a . . . . 61

4.1.3 Misure di velocit`a . . . . 65

4.1.4 Misura del flusso . . . . 68

4.1.5 Misure di divergenza . . . . 69

4.2 Caratterizzazione del fascio atomico collimato . . . . 72

5 Depositi su substrati con Standing Wave 80 5.1 Preparazione dei campioni . . . . 81

5.1.1 I Self Assembled Monolayer . . . . 82

5.1.2 Analisi dell’ angolo di contatto . . . . 84

5.2 Fase di deposito . . . . 87

5.2.1 Allineamento dell’ onda stazionaria . . . . 87

5.2.2 Allineamento del monitor . . . . 91

5.2.3 Deposizione con l’ onda stazionaria . . . . 93

5.3 Sviluppo ed analisi del campione . . . . 93

Conclusioni 99

Bibliografia 101

Ringraziamenti 104

ii

Riferimenti

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