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题名一阶梯度串联超导量子干涉器件阵列
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作者
陈晴
徐达
孙永
曹文会
钟青
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机构
中国计量科学研究院
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出处
《计量学报》
北大核心
2025年第6期788-794,共7页
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基金
国家重点研发计划(2022YFF0706902)
国家自然科学基金(62101522)
中国计量科学研究院基本科研业务费(AKYJJ2205)。
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文摘
超导量子干涉器件(SQUID)因其极低的噪声水平、极高的电流灵敏度以及低阻抗特性而成为超导转变边缘探测器(TES)等低温粒子探测器读出的唯一选择。针对TES信号读出应用,研制了基于Nb/Al-AlO_(x)/Nb约瑟夫森结的一阶梯度串联超导量子干涉器件阵列(SSA)。其中,每个SQUID单元的环路、输入线圈和反馈线圈均采用一阶梯度结构来降低外磁场干扰,SQUID环路与输入线圈采用重叠耦合方式、与反馈线圈采用交叉耦合方式。在液氦环境下进行的测试结果表明,含有2个、8个和16个SQUID单元阵列的输入电流灵敏度与反馈电流灵敏度测试值分别为21.5μA/Φ_(0)与26.3μA/Φ_(0)(Φ_(0)为磁通量子),均与仿真预测值相吻合;SQUID磁通电压转换系数随着SQUID单元数量的增加而线性上升,而总磁通噪声与SQUID单元数量的平方根成反比;含有16个SQUID单元的串联阵列展现出最优的噪声性能,其总磁通白噪声低至0.34×10^(-6)Φ_(0)·Hz^(-1/2),总电流白噪声低至7.3 pA·Hz^(-1/2),器件电流白噪声低至6.8 pA·Hz^(-1/2),可满足TES的微弱电流读出需求。
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关键词
磁学计量
超导量子干涉器件
超导转变边缘探测器
串联阵列
磁通噪声
电流噪声
电流灵敏度
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Keywords
electrical metrology
superconducting quantum interference device
transition-edge sensor
series array
flux noise
current noise
current sensitivity
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分类号
TB972
[机械工程—测试计量技术及仪器]
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