zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1345Research ArticleАТОМНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯATOMIC SPECTROSCOPYИсследование взаимодействия атомов рубидия с поверхностью сапфира с использованием спектроскопической наноячейкиStudy of the Interaction of Rubidium Atoms with Sapphire Surface Using Spectroscopic NanocellsСаргсянА.SargsyanA.

Аштарак

Ashtarak

sarmeno@mail.ruИнститут физических исследований НАН АрменииInstitute for Physical Research, National Academy of Sciences of Armenia202323082023904535540Copyright © Саргсян А., 20232023Саргсян А.Sargsyan A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1345

Экспериментально исследовано влияние диэлектрической поверхности на атомы Rb (D2-линии) при нанометровых расстояниях. Использование наноячейки, заполненной атомарным рубидием с клиновидным зазором, позволило исследовать влияние расстояния атомов в интервале 45—150 нм от поверхности окна, изготовленного из технического сапфира. При расстояниях от сапфировой поверхности <130 нм вследствие ван-дер-ваальсова взаимодействия происходит сильное уширение атомных переходов 85Rb и 87Rb, а их частотные сдвиги осуществляются в низкочастотную область спектра. Применение метода второй производной спектров поглощения наноячейки позволило измерить коэффициент ван-дер-ваальсова взаимодействия C3 = 1.8±0.3 кГц ∙ мкм3 для D2-линии Rb. Показано, что при толщине наноячейки 65±5 нм с увеличением плотности атомов происходит дополнительный красный сдвиг, обусловленный диполь-дипольным взаимодействием атомов Rb. Результаты могут быть использованы при разработке миниатюрных субмикронных устройств.

The influence of the dielectric surface on Rb atoms of D2-line at nanometer distances has been experimentally studied. The use of a nanocell filled with atomic rubidium with a wedge-shaped gap, has made it possible to study the influence of the distance of atoms in the range of 45–150 nm from the surface of a window made of commercial sapphire. At distances from the sapphire surface of less than 130 nm, due to the van der Waals interaction, 85Rb and 87Rb atomic transitions are strongly broadened, and their frequency shifts are carried out to the low-frequency spectrum region. The use of the method of the second derivative of the nanocell absorption spectra has made it possible to measure the van der Waals interaction coefficient C3 = 1.8±0.3 kHz ∙ μm3 for Rb D2-line. It is shown that at a nanocell thickness of 65±5 nm, an additional red shift occurs with atoms density increase, due to the dipole-dipole interaction of Rb atoms. The results can be used in the development of miniature submicron devices.

наноячейкаван-дер-ваальсово взаимодействиеатомы Rbnanocellvan der Waals interactionRb atomsРабота выполнена при финансовой поддержке комитета по науке Министерства образования, науки, культуры и спорта Республики Армения в рамках научного проекта № 21T -1C005.ReferencesJ. Kitching. Appl. Phys. Lett., 5 (2018) 031302J. Kitching. Appl. Phys. Lett., 5 (2018) 031302J. Keaveney. Collective Atom Light Interactions in Dense Atomic Vapours, Springer (2014)J. Keaveney. Collective Atom Light Interactions in Dense Atomic Vapours, Springer (2014)M. Chevrollier, M. Fichet, M. Oria, G. Rahmat, D. Bloch, M. Ducloy. J. Phys. II (France), 2 (1992) 631M. Chevrollier, M. Fichet, M. Oria, G. Rahmat, D. Bloch, M. Ducloy. J. Phys. II (France), 2 (1992) 631H. Failache, S. Saltiel, M. Fichet, D. Bloch, M. Ducloy. Phys. Rev. Lett., 83 (1999) 5467H. Failache, S. Saltiel, M. Fichet, D. Bloch, M. Ducloy. Phys. Rev. Lett., 83 (1999) 5467D. Bloch, M. Ducloy. Adv. At. Mol. Opt. Phys., 50 (2005) 91D. Bloch, M. Ducloy. Adv. At. Mol. Opt. Phys., 50 (2005) 91A. Laliotis, T. Passerat de Silans, I. Maurin, M. Ducloy, D. Bloch. Nat. Commun., 5 (2014) 4364A. Laliotis, T. Passerat de Silans, I. Maurin, M. Ducloy, D. Bloch. Nat. Commun., 5 (2014) 4364T. Peyrot, N. Šibalić, Y. R. P. Sortais, A. Browaeys, A. Sargsyan, D. Sarkisyan, I. G. Hughes, C. S. Adams. Phys. Rev. A, 100 (2019) 022503T. Peyrot, N. Šibalić, Y. R. P. Sortais, A. Browaeys, A. Sargsyan, D. Sarkisyan, I. G. Hughes, C. S. Adams. Phys. Rev. A, 100 (2019) 022503А. Саргсян, Т. А. Вартанян, Д. Саркисян. Опт и спектр., 128 (2020) 589А. Саргсян, Т. А. Вартанян, Д. Саркисян. Опт и спектр., 128 (2020) 589A. V. Ermolaev, T. A. Vartanyan. Phys. Rev. A, 105 (2022) 013518A. V. Ermolaev, T. A. Vartanyan. Phys. Rev. A, 105 (2022) 013518А. Sargsyan, A. Amiryan, Y. Pashayan-Leroy, C. Leroy, A. Papoyan, D. Sarkisyan. Opt. Lett., 44 (2019) 5533А. Sargsyan, A. Amiryan, Y. Pashayan-Leroy, C. Leroy, A. Papoyan, D. Sarkisyan. Opt. Lett., 44 (2019) 5533M. Fichet, G. Dutier, A. Yarovitsky, P. Todorov, I. Hamdi, I. Maurin, S. Saltiel, D. Sarkisyan, M. P. Gorza, D. Bloch, M. Ducloy. Europhys. Lett., 77 (2007) 54001M. Fichet, G. Dutier, A. Yarovitsky, P. Todorov, I. Hamdi, I. Maurin, S. Saltiel, D. Sarkisyan, M. P. Gorza, D. Bloch, M. Ducloy. Europhys. Lett., 77 (2007) 54001A. Sargsyan, A. Papoyan, I. G. Hughes, Ch. S. Adams, D. Sarkisyan. Opt. Lett., 42 (2017) 1476A. Sargsyan, A. Papoyan, I. G. Hughes, Ch. S. Adams, D. Sarkisyan. Opt. Lett., 42 (2017) 1476A. Laliotis, B.-S. Lu, M. Ducloy, D. Wilkowski. AVS Quantum Sci., 3 (2021) 043501A. Laliotis, B.-S. Lu, M. Ducloy, D. Wilkowski. AVS Quantum Sci., 3 (2021) 043501K. A. Whittaker, J. Keaveney, I. G. Hughes, A. Sargsyan, D. Sarkisyan, C. S. Adams. Phys. Rev. Lett., 112 (2014) 253201K. A. Whittaker, J. Keaveney, I. G. Hughes, A. Sargsyan, D. Sarkisyan, C. S. Adams. Phys. Rev. Lett., 112 (2014) 253201K. A. Whittaker, J. Keaveney, I. G. Hughes, A. Sargsyan, D. Sarkisyan, C. S. Adams. Phys. Rev. A, 92 (2015) 052706K. A. Whittaker, J. Keaveney, I. G. Hughes, A. Sargsyan, D. Sarkisyan, C. S. Adams. Phys. Rev. A, 92 (2015) 052706V. V. Vassiliev, A. S. Zibrov, V. L. Velichansky. Rev. Sci. Instrum., 77 (2006) 013102V. V. Vassiliev, A. S. Zibrov, V. L. Velichansky. Rev. Sci. Instrum., 77 (2006) 013102А. Саргсян. Журн. прикл. спектр., 89 (2022) 17—23 [A. Sargsyan. J. Appl. Spectr., 89 (2022) 17—23]А. Саргсян. Журн. прикл. спектр., 89 (2022) 17—23 [A. Sargsyan. J. Appl. Spectr., 89 (2022) 17—23]M. Auzinsh, A. Sargsyan, A. Tonoyan, C. Leroy, R. Momier, D. Sarkisyan, A. Papoyan. Appl. Opt., 61 (2022) 5749—5754M. Auzinsh, A. Sargsyan, A. Tonoyan, C. Leroy, R. Momier, D. Sarkisyan, A. Papoyan. Appl. Opt., 61 (2022) 5749—5754A. Sargsyan, E. Klinger, C. Leroy, I. G. Hughes, D. Sarkisyan, C. S. Adams. J. Phys. B, 52 (2019) 195001A. Sargsyan, E. Klinger, C. Leroy, I. G. Hughes, D. Sarkisyan, C. S. Adams. J. Phys. B, 52 (2019) 195001T. Peyrot, Y. R. P. Sortais, A. Browaeys, A. Sargsyan, D. Sarkisyan, J. Keaveney, I. G. Hughes, C. S. Adams. Phys. Rev. Lett., 120 (2018) 243401T. Peyrot, Y. R. P. Sortais, A. Browaeys, A. Sargsyan, D. Sarkisyan, J. Keaveney, I. G. Hughes, C. S. Adams. Phys. Rev. Lett., 120 (2018) 243401G. Dutier, S. Saltiel, D. Bloch, M. Ducloy. J. Opt. Soc. Am. B, 20 (2003) 793G. Dutier, S. Saltiel, D. Bloch, M. Ducloy. J. Opt. Soc. Am. B, 20 (2003) 793А. Саргсян, А. Тоноян, Д. Саркисян. Письма в ЖЭТФ, 115 (2022) 346—352А. Саргсян, А. Тоноян, Д. Саркисян. Письма в ЖЭТФ, 115 (2022) 346—352T. Peyrot, Ch. Beurthe, S. Coumar, M. Roulliay, K. Perronet, P. Bonnay, C. S. Adams, A. Browaeys, Y. R. P. Sortais. Opt. Lett., 44 (2019) 1940T. Peyrot, Ch. Beurthe, S. Coumar, M. Roulliay, K. Perronet, P. Bonnay, C. S. Adams, A. Browaeys, Y. R. P. Sortais. Opt. Lett., 44 (2019) 1940T. F. Cutler, W. J. Hamlyn, J. Renger, K. A. Whittaker, D. Pizzey, I. G. Hughes, V. Sandoghdar, C. S. Adams. Phys. Rev. Appl., 14 (2020) 034054T. F. Cutler, W. J. Hamlyn, J. Renger, K. A. Whittaker, D. Pizzey, I. G. Hughes, V. Sandoghdar, C. S. Adams. Phys. Rev. Appl., 14 (2020) 034054

The authors declare that there are no conflicts of interest present.