检索结果-内蒙古大学图书馆

低温物理学报 2020年第3期42卷 117-128页

作者：原蒲升余慧勤汪书娜王永良李凌云尤立星中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室中国科学院超导电子学卓越创新中心

以半导体材料为基础的微电子技术正面临尺寸极限和功耗的双重挑战与发展瓶颈.低温电子学作为突破上述瓶颈的新兴应用研究学科之一,得到科研和产业界越来越多的关注.2017年起,低温电子学和量子信息处理被国际器件与系统路线图(IRDS)列为... 详细信息

以半导体材料为基础的微电子技术正面临尺寸极限和功耗的双重挑战与发展瓶颈.低温电子学作为突破上述瓶颈的新兴应用研究学科之一,得到科研和产业界越来越多的关注.2017年起,低温电子学和量子信息处理被国际器件与系统路线图(IRDS)列为重点关注的十大焦点领域之一.以低温到室温的微弱、高频电信号传输为核心的跨温区互联技术是低温电子学和量子信息处理必须解决的关键技术之一.本文对跨温区互联面临的主要问题与挑战、目前的进展和未来展望进行了综述,为我国开展相关研究工作提供参考.

关键词：低温电子超导电子高速互联

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低温超导瞬变电磁法在内蒙古四子王旗地质勘探中的应用

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吉林大学学报（地球科学版） 2020年第4期50卷 1211-1218页

作者：包苏新董丙元裴易峰荣亮亮邱隆清杜尚宇中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050 中国科学院超导电子学卓越创新中心上海200050 中国科学院大学北京100049 吉林大学仪器科学与电气工程学院长春130026

瞬变电磁法(transient electromagnetic method,TEM)是金属矿探查的有效手段。超导瞬变电磁法采用高灵敏度低温超导量子干涉器件(superconducting quantum interference device,SQUID)直接接收瞬变电磁二次场,具有本征噪声低(5~7fT/√Hz)和带宽大(>200kHz)等特点,勘探浅层分辨率高、探测深度大,优势明显。本文将SQUID系统与商用EM67系统进行了异常环对比实验,验证了以SQUID代替感应线圈作为接收装置的优势与实用性;将该方法应用于内蒙古四子王旗大井坡北部区域的电磁勘探工作,获取了高质量探测数据,反演结果显示浅层和中深层(>2000m)为连续性低阻层;在已有地质资料和物探资料的基础上,结合反演结果可知,测线附近浅层500m存在北东向断裂带,并推断深部2000m处分布着同向断裂带。

关键词：瞬变电磁法超导量子干涉器件四子王旗断裂带

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一种基于单磁通量子的超导纳米线单光子探测器阵列的读出电路

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低温物理学报 2020年第5期42卷 219-227页

作者：洪振东周后荣牛明慧刘焕丽程坤杰许婉宁尤立星任洁王镇中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050 中国科学院超导电子学卓越创新中心上海200050 中国科学院大学北京100049 中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050 中国科学院超导电子学卓越创新中心上海200050

超导纳米线单光子探测(Superconducting Nanowire Single Photon Detector,SNSPD)阵列可以实现单光子成像或高速单光子探测,如何有效对SNSPD阵列进行信号读出是实现SNSPD阵列的关键技术之一.本工作设计了一种基于超导单磁通量子(Single ... 详细信息

超导纳米线单光子探测(Superconducting Nanowire Single Photon Detector,SNSPD)阵列可以实现单光子成像或高速单光子探测,如何有效对SNSPD阵列进行信号读出是实现SNSPD阵列的关键技术之一.本工作设计了一种基于超导单磁通量子(Single Flux Quantum,SFQ)的SNSPD阵列读出电路.该读出电路能够实现对阵列中SNSPD的地址分辨.实验采用的核心编码电路利用4位二进制码对包含8个SNSPD的阵列进行编码,使用了基于SFQ的异或逻辑单元、D触发器、分路器和约瑟夫森传输线等标准单元,总计使用191个约瑟夫森结,采用两级流水线设计,仿真中最高可在19.4GHz的时钟频率下工作,功耗为42.1μW.在液氦环境下完成了编码电路的功能测试,验证了编码功能的正确性.

关键词： SNSPD SFQ 地址编码

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面向窄线宽超导纳米线单光子探测器的电子束曝光技术

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低温物理学报 2020年第4期42卷 199-205页

作者：汤演刘晓宇潘一铭周慧尤立星中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室中国科学院超导电子学卓越创新中心中国科学院大学

超导纳米线单光子探测器是新型超导电子器件,因其具有高探测效率、低暗计数及低时间抖动等优势,在量子信息、激光雷达等方面已得到广泛的应用.目前主流超导纳米线单光子探测器主要工作在1.5μm以下的可见光和近红外波段.中红外波长的红... 详细信息

超导纳米线单光子探测器是新型超导电子器件,因其具有高探测效率、低暗计数及低时间抖动等优势,在量子信息、激光雷达等方面已得到广泛的应用.目前主流超导纳米线单光子探测器主要工作在1.5μm以下的可见光和近红外波段.中红外波长的红外探测技术在基础科学、医学、日常生活以及军事等广泛领域发挥着重要作用,中红外单光子探测器可以使得中红外波段探测技术进入量子极限灵敏度.根据超导纳米线单光子探测器探测机理,超窄线宽的纳米线条可以提升超导纳米线单光子探测器在中红外波长的灵敏度.电子束曝光技术是目前实现超导纳米线单光子探测器纳米线线条加工的主流技术,电子束抗蚀剂种类繁多,面向超窄线宽超导纳米线单光子探测器器件的制备需求,对两款抗蚀剂进行性能测试表征,和窄纳米线制备尝试.根据负性电子束抗蚀剂MaN-2401在制备窄线宽时的显著优点,优化工艺,利用其成功制备出50 nm线宽超导纳米线单光子探测器并成功实现了2000 nm的单光子响应.

关键词：超导纳米线单光子电子束曝光电子束抗蚀剂红外波段单光子探测 MaN-2401

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基于电阻焦耳热调控3D纳米桥结的临界电流

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低温物理学报 2020年第3期42卷 136-140页

作者：吴丽丽汤演张登辉陈垒王镇中国科学院上海微系统与信息技术研究所超导电子学卓越创新中心信息功能材料国家重点实验室中国科学院大学

近些年来,超导三端子器件通过引入第三端可控变量可以实现单个约瑟夫森结两端临界电流的调控,受到广泛关注.本文介绍了一种微缩型的超导三端子器件结构,通过电阻电流产生的焦耳热来调节3D纳米桥结附近的局部温度,从而实现有效调节3D纳... 详细信息

近些年来,超导三端子器件通过引入第三端可控变量可以实现单个约瑟夫森结两端临界电流的调控,受到广泛关注.本文介绍了一种微缩型的超导三端子器件结构,通过电阻电流产生的焦耳热来调节3D纳米桥结附近的局部温度,从而实现有效调节3D纳米桥结的临界电流.本实验利用了两种氩(Ar)离子表面清洗条件制备获得了两种不同电阻特性的铝(Al)电阻条,并且测量表征了这两种电阻条的电流焦耳功率分别与单个和两个3D纳米桥结的临界电流之间的变化关系.我们实现了最低使用33μW的电阻功率,来达到单个3D纳米桥结的临界电流的50%范围内的调节,从而验证了本超导三端子器件结构的可实用性.

关键词：超导三端子器件 3D纳米桥结临界电流焦耳热

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基于超导转变边探测器低温能谱仪的稀土氧化物谱学分析研究

基于超导转变边探测器低温能谱仪的稀土氧化物谱学分析研究

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第十四届中国包头·稀土产业论坛、中国稀土学会2022学术年会

作者：吴秉骏张硕夏经铠刘志谢晓明信息功能材料国家重点实验室中国科学院上海微系统与信息技术研究所大科学中心上海科技大学上海科技大学物质科学与技术学院中国科学院超导电子学卓越创新中心

X射线荧光（XRF,X-ray Fluorescence）谱学分析是一种有效的元素鉴别手段,2-20 keV的硬X射线能段XRF可以有效覆盖3d过渡金属的K边及5d过渡元素的L边的荧光光谱分析需求。针对稀土元素的L边XRF分析需求,以基于硅漂移探测器（SDD,Silicon ... 详细信息

X射线荧光（XRF,X-ray Fluorescence）谱学分析是一种有效的元素鉴别手段,2-20 keV的硬X射线能段XRF可以有效覆盖3d过渡金属的K边及5d过渡元素的L边的荧光光谱分析需求。针对稀土元素的L边XRF分析需求,以基于硅漂移探测器（SDD,Silicon Drift Detector）的传统能谱仪（EDS）作为分析手段时,通常会由于各谱线展宽导致相互重叠,以及受到轫致辐射背景谱的影响,导致其能量分辨率无法满足准确确定各谱峰归属及其比例的需求。基于超导转变边探测器（TES,Transition-Edge Sensor）的低温X射线能谱仪可以在10 keV能量附近实现优于10 eV的分辨率,可以有效提高稀土元素鉴别的灵敏度,也为超宽能谱范围的多种稀土元素的实验室级别扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）谱学分析创造了条件。TES探测器对从软X射线（～1.5 keV）至硬X射线（～18 keV）范围的入射X射线光子,均有较好的线性信号响应,因此可以通过能量标定手段将其精确转换到能量刻度。经过一定时间的荧光信号数据积累,可以得到特定样品的XRF光谱,从而对此进行分峰拟合,可精确测得不同峰的中心值、峰形状乃至面积比例。通过稀土氧化物的XRF光谱分析的实测数据,能够获取稀土元素各种类归属的相对比例等信息,可以建立起更为精确的各稀土元素的XRF光谱数据库,从而可以为进一步的稀土资源开发、环境保护与分析测试等应用提供一定参考。

关键词： X射线荧光光谱超导转变边探测器稀土氧化物

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低噪声超导量子干涉器件磁强计设计与制备

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物理学报 2019年第13期68卷 295-300页

作者：韩昊轩张国峰张雪梁恬恬应利良王永良彭炜王镇中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050 中国科学院超导电子学卓越创新中心上海200050 中国科学院大学北京100049

超导量子干涉器件(superconducting quantum interference device,SQUID)作为一种极灵敏的磁通传感器,在生物磁探测、低场核磁共振、地球物理等领域得到广泛应用.本文介绍了一种基于SQUID的高灵敏度磁强计,由SQUID和一组磁通变压器组成.... 详细信息

超导量子干涉器件(superconducting quantum interference device,SQUID)作为一种极灵敏的磁通传感器,在生物磁探测、低场核磁共振、地球物理等领域得到广泛应用.本文介绍了一种基于SQUID的高灵敏度磁强计,由SQUID和一组磁通变压器组成.SQUID采用一阶梯度构型,增强其抗干扰性.磁通变压器由多匝螺旋的输入线圈和大尺寸单匝探测线圈组成,其中输入线圈与SQUID通过互感进行磁通耦合.利用自主工艺平台,在4英寸硅衬底上完成了基于Nb/Al-AlOx/Nb约瑟夫森隧道结的SQUID磁强计制备.低温测试结果显示,该磁强计磁场灵敏度为0.36 nT/Ф0,白噪声段磁通噪声为8μФ0/√Hz,等效磁场噪声为2.88 fT/√Hz.

关键词：超导量子干涉器件磁强计磁通噪声

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一种通过约瑟夫森结非线性频率响应确定微波耗散的方法

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物理学报 2019年第11期68卷 263-268页

作者：陈恒杰薛航李邵雄王镇中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050 中国科学院超导电子学卓越创新中心上海200050 中国科学院大学北京100049

通过对电流偏置超导约瑟夫森结的微波驱动行为的研究,提出了一个确定约瑟夫森结微波耗散的方法.结的微波耗散由它的品质因子描述.微波耗散严重影响约瑟夫森器件如参量放大器、超导量子比特等的性能.对电流偏置的约瑟夫森结势阱采用四阶... 详细信息

通过对电流偏置超导约瑟夫森结的微波驱动行为的研究,提出了一个确定约瑟夫森结微波耗散的方法.结的微波耗散由它的品质因子描述.微波耗散严重影响约瑟夫森器件如参量放大器、超导量子比特等的性能.对电流偏置的约瑟夫森结势阱采用四阶近似后,可以得到在较强微波驱动下约瑟夫森结非线性微波响应方程.该方程定量描述了非线性共振频率随外加微波功率变化关系:非线性共振频率与结等离子频率的差别依赖于约瑟夫森结的微波品质因子.对电流偏置的约瑟夫森结的微波运动行为进行了数值模拟.模拟结果确证了微波品质因子与非线性共振频率-等离子频率差别的定量关系可以应用于约瑟夫森结中.用这种非线性频率响应方法来确定约瑟夫森结的微波耗散没有严格的温度要求,可在单个电流偏置的结中完成,实验上具有简单可靠性.

关键词：约瑟夫森结非线性共振品质因子超导量子比特

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基于铅铟合金线的SFQ多芯片超导互连方法研究

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低温物理学报 2021年第1期43卷 61-68页

作者：周全徐高卫赵文博任洁王镇谢晓明罗乐杨伟光上海大学材料科学与工程学院电子信息材料系中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室中国科学院超导电子学卓越创新中心中国科学院大学

用基于铅铟合金线的引线键合(WB)工艺对单磁通量子(SFQ)多芯片的超导互连方法进行了研究,将铅含量75%,铟含量25%的铅铟合金线制备成WB线材,用超声楔形焊工艺成功实现SFQ芯片I/O接口焊盘的超导互连.拉力测试表明室温下铅铟合金线键合强... 详细信息

用基于铅铟合金线的引线键合(WB)工艺对单磁通量子(SFQ)多芯片的超导互连方法进行了研究,将铅含量75%,铟含量25%的铅铟合金线制备成WB线材,用超声楔形焊工艺成功实现SFQ芯片I/O接口焊盘的超导互连.拉力测试表明室温下铅铟合金线键合强度与同线径金线相当,优于同线径铝线;用开尔文四端法测量了铅铟合金线互连的多级超导转变温度以及线材与超导芯片之间的接触电阻,结果表明该铅铟合金线的超导转变温度为6.63 K,当温度降低至6.63 K或更低时,铅铟合金线的线阻以及线材与SFQ芯片I/O接口焊盘的接触电阻为0,实现了超导互连;并通过热冲击实验验证该WB结构具有优异的热稳定性.

关键词：引线键合(WB) 超导互连铅铟合金线单磁通量子(SFQ)电路

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基于低温SQUID瞬变电磁系统的涡流补偿方法

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传感技术学报 2019年第10期32卷 1483-1486页

作者：荣亮亮包苏新董丙元裴易峰伍俊邱隆清宋正威中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050 中国科学院超导电子学卓越创新中心上海200050 中国科学院大学北京100049

为了避免瞬变电磁法TEM(Transient Electromagnetic Method)系统中的金属成分受发射场激发带来的涡流干扰,本文利用传输函数与发射场卷积获得系统涡流大小,并进行抵扣,以获得真实的地下响应信号。文中介绍了瞬变电磁法工作原理,描述了... 详细信息

为了避免瞬变电磁法TEM(Transient Electromagnetic Method)系统中的金属成分受发射场激发带来的涡流干扰,本文利用传输函数与发射场卷积获得系统涡流大小,并进行抵扣,以获得真实的地下响应信号。文中介绍了瞬变电磁法工作原理,描述了涡流形态及对SQUID接收信号的影响,同时建立了SQUID系统传输函数的测量装置,并对该传输函数的卷积效果进行了验证,确保卷积结果与实测结果一致。实验结果证明该涡流补偿方法可以应用于实际探矿工作中,提高了探测精准度。

关键词：超导量子干涉仪瞬变电磁涡流传输函数卷积精准度

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