Tirocinio 26: Circuito risonante a radiofrequenza per trappole capacitive di ioni

Argomento: elettronica

Divisione di riferimento: QN Metrologia quantistica e nanotecnologie

SSO: O5 Tempo e Frequenza

Tutori: Roberto Concas, collaboratore tecnico - Claudio Calosso, ricercatore

Per informazioni: 055 4572514, r.concas@inrim.it

Possibilità di part-time:

 

Descrizione delle attività previste nel tirocinio:

In una visione generale degli esperimenti di fisica atomica risulta di grande importanza la presenza in laboratorio di strumenti ed apparati in grado di permettere l’intrappolamento di atomi e molecole. In particolare singoli atomi ionizzati possono essere fatti levitare tramite l’utilizzo di campi elettrici a radiofrequenza (RF), realizzati attraverso la polarizzazione di elettrodi fisici presenti in sistemi da vuoto.

A tal proposito, è stata sviluppata una scheda elettronica che permette di realizzare cadute di potenziale di circa 200V alla frequenza di 3.5MHz su un sistema di quattro elettrodi per l’intrappolamento di ioni di Bario. Questo circuito è formato da due parti: un amplificatore e un risonatore RLC in cui la capacità è rappresentata dai quattro elettrodi. Il circuito, che è anche equipaggiato con divisori capacitivi per la misura del segnale elettrico, è stato recentemente oggetto di pubblicazione scientifica[1].

Lo scopo del tirocinio è di realizzare una versione aggiornata del circuito allo scopo di:

  1. aumentare la frequenza di risonanza dagli attuali 3.5MHz a circa 20MHz
  1. cambiare lo stage di amplificazione per aumentare la caduta di potenziale sugli elettrodi

Le attività oggetto del tirocinio sono le seguenti:

  • Realizzazione e caratterizzazione di induttori con ferriti a basse perdite;
  • Comparazione delle prestazioni e scelta di un amplificatore RF a basso rumore (alcuni possibili dispositivi sono stati già selezionati);
  • Progettazione e realizzazione di una versione aggiornata del circuito stampato con software Altium/Eagle;
  • Montaggio dei componenti sul circuito stampato e debug della scheda;
  • Caratterizzazione della scheda: frequenza di risonanza, fattore di guadagno, ampiezza del potenziale generato;
  • Produzione della documentazione relativa alle modifiche hardware e alle performance della scheda.

Il tirocinante sarà affiancato per tutte le fasi del progetto dai tutori di riferimento e potrà avere supporto da tecnici esperti.
Verrà altresì stimolato ad approfondire tutte le tematiche di progetto.

Ultima modifica: 11/07/2019 - 20:18