基质隔离光谱
本项目的目的在于研究低温固体基质中的单个镱（Yb）原子。在过去50年里，由稀有气体形成的低温基质被广泛用于研究难以以气体形式存在的多种物质1。这种研究手段就是基质隔离光谱，即：待研究的目标物质与稀有气体共同沉积在低温窗片上形成晶体，然后再透过研究其吸收光谱和发射光谱从而获得目标物质的相关性质。
在1989年，通过研究并五苯（Pc），固体中单个分子的精确探测被证明是可行的。由于消除了基质隔离光谱中的总体平均效应，这种技术具有很大的优势。这项技术的最大优势在于消除了基质隔离光谱中的总体平均效应。由于基质的短程无序或缺陷，单个分子由于所处的固体环境的不同而会具有不同的性质（如吸收频率）。在标准的基质隔离光谱中，由于平均效应，这种性质随分子分布的不同而不同的现象消失；于此不同的是，单分子光谱由于可以获得特定位置的单分子的光谱频率，故可以得到更多的分子微观结构信息。因此，通过单分子光谱，可以更广泛更容易地研究光子聚束3，反聚束4，和光谱跳跃等纯粹的量子效应5,6。
由于原子相对分子而言没有分子内相互作用，因此通过单原子研究上述及其他量子效应是更为可取的。到目前为止，已经可以通过将特定的单原子囚禁在磁光阱中而对其进行研究7。然而，惰性化学物质囚禁单原子时，能提供更长的探测时间，对目标原子的的内部结构微扰最小，是理想的研究手段。镱由于电子层结构简单，并且已经进行了一系列高精度的实验，如电偶极矩和时间反演对称性的研究，故将其定为目标原子。实验中将镱原子作为研究对象，主要是由于其电子层结构简单，另外它也是目前高精密实验中的热门研究对象（例如对于电偶极矩和时间反演对称性的研究）8。
探测孤立单原子的基本条件为：1）在激光束照射的区域只有一个原子能发生共振；2）在观测时间内单原子发射的光的平均信噪比应大于1.
