Supercool 미니 온도계

연구원들은 1 켈빈(-272.15 °C 또는 -457.87 °F) 미만, 50밀리켈빈(mK) 및 잠재적으로 5mK까지 온도를 측정하는 소형 초전도 온도계를 개발했습니다. 기존의 칩 스케일 장치용 극저온 온도계보다 작고 빠르며 편리하며 대량 생산이 가능합니다.

크기가 2.5 × 1.15mm인 온도계는 다른 극저온 마이크로파 장치에 내장되거나 칩에 장착될 때 온도를 측정하기 위해 부착될 수 있습니다. 온도계는 초전도 마이크로파 증폭기의 가열을 빠르고 정확하게 측정하는 데 사용되었습니다.

온도계를 사용하면 연구원이 많은 수의 추가 전기 연결을 도입하지 않고도 매우 적은 비용으로 테스트 패키지의 광범위한 구성 요소의 온도를 측정할 수 있습니다. 이는 양자 컴퓨팅에서 작업하거나 광범위한 분야에서 저온 센서를 사용하는 연구원에게 도움이 될 가능성이 있습니다.

온도계는 이산화규소로 코팅된 초전도 니오븀 공진기로 구성됩니다. 코팅은 공진기와 상호 작용하여 자연적으로 진동하는 주파수를 이동시킵니다. 과학자들은 이것이 양자역학적 효과인 두 사이트 사이의 원자 "터널링" 때문이라고 생각합니다.

온도계는 공진기의 고유 진동수가 온도에 의존한다는 원리를 새롭게 적용한 것입니다. 온도계는 전자 장치로 측정한 주파수 변화를 온도에 매핑합니다. 대조적으로, 켈빈 이하 온도에 대한 기존의 온도계는 전기 저항을 기반으로 합니다. 상온 전자 장치에 배선해야 하므로 복잡성이 추가되고 잠재적으로 가열 및 간섭이 발생할 수 있습니다.

새로운 온도계는 약 5밀리초 만에 온도를 측정합니다. 이는 약 1/10초로 대부분의 기존 저항 온도계보다 훨씬 빠릅니다. 온도계는 또한 단일 공정 단계로 쉽게 제작할 수 있습니다. 3"(약 75mm) 실리콘 웨이퍼에 1,200개 이상의 피팅으로 대량 생산이 가능합니다.