دماسنج تراشه‌ای

دماسنج تراشه‌ای باریک برای اندازه‌گیری دماهای بسیار پایین:

محققان دماسنج باریکی بر اساس تک پیوندگاه تونلی ساخته‌اند که با یک طراحی فشرده و ساده می‌تواند دماهایی در محدوده میلی کلوین را ثبت کند. به گزارش سرویس فناوری ایسنا، این دماسنج جدید و میکرومتری که برای قرار گرفتن بر روی یک ریزتراشه به اندازه کافی کوچک است، می‌تواند دماهای پایین در حد 7 میلی کلوین را اندازه بگیرد که ده برابر بهتر از طراحی‌های مشابه است.

این وسیله با پایش جریان تونل زنی بین یک فلز و یک ابررسانا کار می‌کند. با داشتن قابلیت اندازه‌گیری دماهای Cryogenic، این دماسنج تراشه‌ می‌تواند برای کنترل دمایی کیوبیت ها در کامپیوترهای کوانتومی حالت جامد به کار گرفته شود. یک پیوندگاه تونلی شامل دو رسانا (فلز یا ابررسانا) است که به وسیله یک سد عایق از هم جدا شده‌اند. آهنگی که الکترون ها از درون این سد تونل می‌زنند به دما بستگی دارد. در سال‌های اخیر دانشمندان ابزارهایی نظیر دماسنج سدیِ کولن ساخته‌اند که از پیوندگاه تونلی برای اندازه‌گیری دما استفاده می‌کند اما ساختار این تونل اغلب پیچیده بوده و خواندن دما از روی آن نیازمند روش‌های پیشرفته است.

اکنون محققان دانشگاه آلتو در فنلاند و دانشگاه بِیسل در سوئیس دماسنج جدیدی را طراحی کرده‌اند که با یک چیدمان جمع و جور می‌تواند دماهای میلی کلوینی را اندازه بگیرد. این گروه تحقیقاتی برای هسته‌ این وسیله با لایه‌هایی از مس، اکسید آلومینیوم و آلومینیوم یک پیوندگاه تونلی به صورت فلز معمولی-عایق- ابررسانا (NIS) به ضخامت 400nm ساختند.

حساسیت دمایی این وسیله از سیستم‌های قبلی بر مبنای NIS بهتر است زیرا طراحی جدید از تابش و نوفه های الکتریکی جلوگیری می‌کند و در عین حال شکل پهن تراشه‌ای موجب می‌شود گرمای اتلافی به طور موثری آزاد شود. این تحقیق در Physical Review Applied به چاپ رسیده است.