国家标准与技术研究所 NIST用于测量低温的两个超导温度计被粘在这个放大器的左下方和右上方
微型温度计由二氧化硅层上的铌制成,根据频率信号测量放大器或其他设备的温度
信用:惠勒/NIST 美国国家标准与技术研究所(NIST)的研究人员发明了一种微型温度计,这种温度计有很大的潜在用途,比如监控基于超导体的量子计算机中处理器芯片的温度,这种计算机必须保持低温才能正常工作
NIST的超导温度计测量的温度低于1开尔文(零下272
摄氏15度或零下457度
87华氏度),低至50毫开尔文,可能为5毫开尔文
它比传统的芯片级低温温度计更小、更快、更方便,可以大规模生产
NIST的研究人员在一篇新的期刊论文中描述了这种设计和操作
只有2个
5乘1
新温度计的尺寸为15毫米,安装在芯片上时,可以嵌入或粘贴到另一个低温微波设备上,以测量其温度
研究人员用温度计演示了超导微波放大器加热的快速、精确测量
这项技术是NIST为望远镜相机定制的超导传感器的副产品,特别是为BLAST气球提供的微波探测器
“这是一个有趣的想法,很快就变成了非常有用的东西,”小组组长乔尔·乌卢姆说
“这种温度计可以让研究人员以极低的成本测量测试组件中各种元件的温度,而且不需要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,改变谐振器自然振动的频率
科学家怀疑这是由于原子在两个位置之间“隧穿”,一种量子力学效应
NIST温度计基于谐振器的固有频率取决于温度这一原理的新应用
温度计将电子测量的频率变化映射到温度
相比之下,传统的亚开尔文温度温度计是基于电阻的
它们需要布线至室温电子设备,增加了复杂性,并可能导致发热和干扰
NIST温度计大约在5毫秒(千分之一秒)内测量温度,比大多数传统电阻温度计大约十分之一秒的测量速度快得多
NIST温度计也很容易在一个单一的工艺步骤中制造
它们可以大规模生产,在一个3英寸(约75毫米)的硅片上安装1200多个
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