超酷迷你温度计
研究人员开发了一种微型超导温度计,可测量低于 1 开尔文(-272.15 °C 或 -457.87 °F)、低至 50 毫开尔文 (mK) 和可能达到 5 mK 的温度。它比传统的芯片级低温温度计更小、更快、更方便,可量产。
该温度计的尺寸为 2.5 × 1.15 毫米,可以嵌入或粘贴到另一个低温微波设备中,以便在安装在芯片上时测量其温度。该温度计用于演示对超导微波放大器加热的快速、准确测量。
该温度计使研究人员能够以非常低的成本测量测试包中各种组件的温度,而无需引入大量额外的电气连接。这有可能使从事量子计算或在广泛领域使用低温传感器的研究人员受益。
温度计由涂有二氧化硅的超导铌谐振器组成。涂层与谐振器相互作用以改变其自然振动的频率。科学家怀疑这是由于原子在两个位点之间“隧穿”,这是一种量子力学效应。
温度计是基于谐振器的固有频率取决于温度这一原理的新应用。温度计将通过电子设备测量的频率变化映射到温度。相比之下,用于低于开尔文温度的传统温度计是基于电阻的。它们需要布线到室温电子设备,增加了复杂性并可能导致发热和干扰。
新的温度计在大约 5 毫秒内测量温度 - 比大多数传统电阻温度计的大约十分之一秒快得多。温度计也很容易在一个单一的工艺步骤中制造。它们可以批量生产,在 3 英寸(约 75 毫米)的硅片上安装了 1200 多个。
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