Characterizing a dc-SQUID and a Mo/TiW/Cu -trilayer transition-edge sensor array

Abstract

Tutkielmassa määritettiin uuden suprajohtavan kvantti-interferenssilaitteen ja 256 pikseliä sisältävän sirun transitioreunailmaisimien ominaisuuksia. Komponentit vaativat erittäin matalia lämpötiloja ja suojauksen suurilta magneettikentiltä muuttuakseen suprajohtaviksi. Tärkeimmät mitatut ominaisuudet olivat suprajohtavan kvantti-interferenssilaitteen signaalin vahvistuskerroin sekä kohina ja transitioreunailmaisimen transitiolämpötila, normaalitilan vastus, virta-jännite-käyttäytyminen, sekä kohina. Motivaationa tutkimukselle oli etsiä käytetyn mittalaite kokonaisuuden herkkyyden rajat sekä pyrkiä sovittamaan teoreettista mallia transitioreunailmaisimen kohinan ymmärtämiseksi. Korkean taajuuden kohinassa on käytössä erilaisia olettamuksia, mutta yhtenäistä teoriaa ei ole vielä yleisesti hyväksytty.

A new superconducting quantum interference device and a transition-edge sensor from a 256 pixel chip was characterized in this thesis. In order to reach superconducting transition the components need extremely low temperatures and shielding from high magnetic fields. Important quantities measured were the amplification factor and the noise floor of the superconducting quantum interference device and the transition temperature, the normal state resistance, the current-voltage-characteristics, and the noise of the transition-edge sensor. The motivation for this research was to find the sensitivity limits of the measurement system and fit a theoretical model to better understand the noise properties of the transition-edge sensor. A unified theory is not yet determined for the high frequency noise, but there are a few different models.