基于MEMS蒸汽室的里德堡原子电磁测量技术,迈向微型化与高灵敏度

里德堡原子电场测量技术作为新兴前沿技术,具有高灵敏度、宽带宽、免校准等突出优势。然而,当前用于束缚电场敏感里德堡原子的关键原子气室仍主要依赖传统玻璃吹制工艺,严重阻碍了器件小型化、集成化和批量制造进程。该研究团队创新提出采用玻璃-硅-玻璃三明治结构的晶圆级微机电系统原子气室,实现了兼具频率稳定性和电场测量功能的批量化制备。研究人员选用了电阻率超10000Ω·cm(比常规硅材料高三个数量级)、厚度达6毫米的特制超厚硅晶圆,使光学探测长度提升4倍。基于所开发的微机电原子气室,该工作构建了最小可测微波场强达2.8mV/cm的高灵敏度里德堡原子电场测量系统。这种小型化与高灵敏度的结合标志着里德堡原子测量领域取得重大突破,为芯片级里德堡原子测量技术奠定基础,有望在更广泛领域开辟新的应用场景。

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