Development of X-ray detection system by using an on-chip coil inetgrated superconducting tunnel junction

使用片上线圈集成超导隧道结的X射线检测系统的开发

基本信息

  • 批准号:
    12558056
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 7.68万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2000
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2000 至 2002
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

An on-chip coil integrated superconducting tunnel junction (OC^2-STJ) was developed for high performance X-ray detector. The OC^2-STJ consists of a Nb-based junction and a superconducting microstrip coil deposited on the insulating layer deposited on the top electrode of the STJ. The microstrip coil generates the magnetic field in the insulating layer of the junction for suppression of Josephson current. The fabricated OC^2-STJ chip was mounted in a cooling capsule with the ^<55>Fe X-ray source. The cooling capsule was attached to the mixing chamber of a compact ^3He-^4He dilution refrigerator. The OC^2-STJ chip was held at a constant temperature in the capsule against the Joule heat generation in the current feed line of the strip coil during the detector operation. Electric charges produced by tunneling of excited quasiparticles by incident X-rays were collected by a charge sensitive preamplifier. To reduce noise components in the output signals, a field effect transistor (FET) of the signal input was placed on the 1 K pot of the refrigerator through a weak thermal link. The temperature of the input FET was regulated at 100 K by a heater to generate the output voltage pulses with the minimum noise equivalent charge. The temperature of the OC^2-STJ chip was kept around 600 mK with regulating the FET temperature at 1 K. In the operation of the OC^2-STJ for X-ray detection, the current from 10 to 30 mA was supplied to the microstrip coil. Response characteristics were obtained for a diamond-shaped Nb-based tunnel junction with a sensitive area of 100 × 100 μm^2 in the OC^2-STJ chip. A stable operation of the OC^2-STJ was demonstrated without using usual external electromagnets.
为高性能X射线检测器开发了片上线圈集成的超导隧道连接(OC^2-STJ)。 OC^2-STJ由基于NB的连接和一个沉积在STJ顶部电极上的绝缘层上的超导微带线圈组成。微带线圈在连接处的绝缘层中生成磁场,以抑制约瑟夫森电流。用 ^<55> fe X射线源将制造的OC ^2-STJ芯片安装在冷却胶囊中。冷却胶囊连接到紧凑型 ^3he- ^4he稀释冰箱的混合室。 OC^2-STJ芯片在检测器操作过程中在胶囊的当前进料线中与焦耳热产生的固定温度保持在恒定温度下。通过电荷敏感的前置放大器收集了通过入射X射线对激发的准颗粒产生的电荷。为了减少输出信号中的噪声组件,将信号输入的场效应晶体管(FET)放在冰箱的1 K锅上,通过弱热链接。输入FET的温度通过加热器在100 K下调节,以产生输出电压脉冲,并具有最小的噪声等效电荷。 OC^2-STJ芯片的温度保持在600 mk左右,在1 K处调节FET温度。在OC^2-STJ进行X射线检测的运行中,将电流从10到30 mA提供给微带线圈。在OC^2-STJ芯片中,获得了钻石形的基于NB的隧道连接的响应特征,其敏感面积为100×100μm^2。在不使用通常的外部电子磁铁的情况下,证明了OC^2-STJ的稳定操作。

项目成果

期刊论文数量(28)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Keisuke Maehata et al.: "Operation Test System of Superconducting Tunnel Junction Photon Detectors Using A Compact ^3He-^4He Dilution Refrigerator"RIKEN Review. No.47. 24-27 (2002)
Keisuke Maehata 等人:“使用紧凑型 ^3He-^4He 稀释制冷机的超导隧道结光子探测器的运行测试系统”RIKEN 评论。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Toni Taino et al.: "On-chip coil integrated superconducting tunnel junction for a high performance X-ray detector"Physica C. Vol.372-376. 403-406 (2002)
Toni Taino 等人:“用于高性能 X 射线探测器的片上线圈集成超导隧道结”Physica C. Vol.372-376。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Keisuke Maehata et al.: "X-ray detection by an on-chip coil integrated superconducting tunnel junction"Review of Scientific Instruments. the 07/01/03 issue(to be published).
Keisuke Maehata 等人:“通过片上线圈集成超导隧道结进行 X 射线检测”科学仪器评论。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Keisuke Maehata et al.: "Response of On-Chip Coil Integrated Saperconducting Tunnel Junction to X Rays"Journal of Applied Physics. 24(to be published). (2003)
Keisuke Maehata 等人:“片上线圈集成 Saperconducting 隧道结对 X 射线的响应”应用物理学杂志。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Keisuke Maehata et al.: "X-ray detection by an on-chip coil integrated superconducting junction"Review of Scientific Instruments. (to be published). (2003)
Keisuke Maehata 等人:“通过片上线圈集成超导结进行 X 射线检测”科学仪器评论。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

MAEHATA Keisuke其他文献

MAEHATA Keisuke的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('MAEHATA Keisuke', 18)}}的其他基金

Quantumferroelectric thermosensor for application of microcalorimeter
量子铁电热传感器在微热量计中的应用
  • 批准号:
    24656064
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 7.68万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
High precision spectroscopy of LX-rays emitted from transuranium elements for Pu in vivo measurements
超铀元素发射的 LX 射线高精度光谱用于 Pu 体内测量
  • 批准号:
    18206098
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 7.68万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Response of a dielectric microcalorimeter operating with a feed-back of detection pulse signa
介电微量热计的响应与检测脉冲信号的反馈操作
  • 批准号:
    14380237
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 7.68万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

相似国自然基金

亚毫米波段超宽中频超导隧道结混频器关键技术及观测验证
  • 批准号:
    12373099
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
VOTTDPz/NbSe2磁性—超导异质结中量子效应的扫描隧道显微学研究
  • 批准号:
    12304203
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
太赫兹频段超导隧道结混频器噪声机理研究及验证
  • 批准号:
    12273119
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
应用于超导隧道结混频器的永磁体加载结构设计与性能研究
  • 批准号:
    12103093
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    24.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
应用于超导隧道结混频器的永磁体加载结构设计与性能研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Study of X-ray detector using Superconducting Tunnel Junction with Silicon Pixel Absorber
硅像素吸收体超导隧道结X射线探测器研究
  • 批准号:
    22K12676
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 7.68万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Development of superconducting-tunnel-junction X-ray detectors with superconducting coils
带超导线圈的超导隧道结X射线探测器的研制
  • 批准号:
    17K14141
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 7.68万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Fundamental Mass Spectrometry Measurements of Electrosprayed and Matrix-Assisted Laser Desorbed Ions Using an Improved Superconducting Tunnel Junction Detector
使用改进的超导隧道结探测器对电喷雾和基质辅助激光解吸离子进行基础质谱测量
  • 批准号:
    1611146
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 7.68万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Developing superconducting tunnel junction kinetic energy detectors for a precise evaluation of the molecular evolution in the Galaxy
开发超导隧道结动能探测器以精确评估银河系中的分子演化
  • 批准号:
    15H03599
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 7.68万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Development of superconducting tunnel junction X-ray detector utilizing silicon pixel absorber
利用硅像素吸收体开发超导隧道结X射线探测器
  • 批准号:
    25390142
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 7.68万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了