ساخت دماسنج تراشه‌ای باریک برای اندازه‌گیری دماهای بسیار پایین

به گزارش جام جم آنلاین به نقل از ایسنا، این دماسنج جدید و میکرومتری که برای قرار گرفتن بر روی یک تراشه به اندازه کافی کوچک است، می تواند دماهای پایین در حد 7 میلی کلوین را اندازه بگیرد که 10 برابر بهتر از طراحی های مشابه است.

این وسیله با پایش جریان تونل زنی بین یک فلز و یک ابررسانا کار می کند. با داشتن قابلیت اندازه گیری دماهای cryogenic، این دماسنج تراشه -سازگار می تواند برای کنترل دمایی کیوبیت ها در کامپیوترهای کوانتومی حالت جامد به کار گرفته شود.

یک پیوندگاه تونلی شامل دو رسانا (فلز یا ابررسانا) است که به وسیله یک سد عایق از هم جدا شده اند.

آهنگی که الکترون ها از درون این سد تونل می زنند به دما بستگی دارد. در سال های اخیر دانشمندان ابزارهایی نظیر دماسنج سدیِ کولن ساخته اند که از پیوندگاه تونلی برای اندازه گیری دما استفاده می کند اما ساختار این تونل اغلب پیچیده بوده و خواندن دما از روی آن نیازمند روش های پیشرفته است.

اکنون محققان دانشگاه آلتو در فنلاند و دانشگاه بِیسل در سوئیس دماسنج جدیدی را طراحی کرده اند که با یک چیدمان جمع و جور می تواند دماهای میلی کلوینی را اندازه بگیرد.

این گروه تحقیقاتی برای هسته این وسیله با لایه هایی از مس، اکسید آلومینیوم و آلومینیوم یک پیوندگاه تونلی به صورت فلز معمولی-عایق- ابررسانا (NIS) به ضخامت nm400 ساختند.

حساسیت دمایی این وسیله از سیستم های قبلی بر مبنای NIS بهتر است زیرا طراحی جدید از تابش و نوفه های الکتریکی جلوگیری می کند و در عین حال شکل پهن تراشه ای موجب می شود گرمای اتلافی به طور موثری آزاد شود.

این تحقیق در «Physical Review Applied» به چاپ رسیده است.

ویدیو مرتبط :
ساخت ریز تراشه