摘要超导量子计算机所基于的量子位(Qubits)的能量尺度与具有GHz频率的光子相对应。Gigahertz结构域中光子的能量太低,无法通过嘈杂的室温环境传输,在这些环境中,信号会在热噪声中丢失。光学光子具有更高的能量,并且可以使用高度有效的单光子检测器来检测信号。从微波炉转移到光学频率是量子设备的潜在启用技术。但是,在这样的设备中,光泵可以是热噪声的来源,从而降低了实现。输入微波状态与输出光学状态的相似性。为了研究这种效果的幅度,我们基于基于硝酸锂低语图库模式谐振器的电透射器的亚kelvin热行为进行了建模。我们发现,连续泵有最佳的功率水平,而泵的脉冲操作增加了转换的确定性。
准确的片上温度传感对于现代互补金属 - 氧化物 - 氧化通道(CMOS)集成电路(ICS)的最佳性能至关重要,可以在操作过程中理解和监测芯片周围局部加热。量子计算机的发展激发了对在深度低温温度下运行的IC的极大兴趣(通常为0.01 - 4 K),其中硅和氧化硅的疗法电导率降低以及有限的冷却功率预算使局部片上温度的温度变得更加重要。在这里,我们报告了CMOS工业制造工艺本质的片上温度测量方法的四种不同方法。这些包括二级和初级温度法和覆盖在室温下使用的常规温度计结构,以及利用在低温温度下出现的现象(例如超导性和COULOMB封锁)。我们将方法标记为温度的函数,并用它们来测量片上加热元件产生的局部过度温度。我们的结果证明了可以轻松地集成在CMOS芯片中的温度计方法,从Millikelvin范围到室温。
纳米置位在诸如扫描探针显微镜和光学等应用中起着非常重要的作用。我们报告了紧凑的惯性纳米置剂的开发,以及完全计算机的接口电子设备,其运行量低至2 K,并且在我们的全自动针 - Anvil类型点触点触点Andreeve Reflection(PCAR)设备中使用。我们还使用与家用电子设备的Labview接口介绍了完全自动化的操作程序。点接触光谱探针已成功用于在低温下对元素超导体进行PCAR测量。我们的纳米灵敏剂的小占地面积使其非常适合在低温扫描探针显微镜中掺入,并使该设计多功能用于各种研究和工业目的。
长寿高频声子对于从光学机械到新兴量子系统的应用都是有价值的。对于科学和技术影响,我们寻求高性能振荡器,这些振荡器为芯片尺度整合提供了途径。共聚焦散装声波谐振器已显示出在低温温度下在结晶介质中支持长寿命的声子模式的巨大潜力。到目前为止,这些设备已经具有CM尺寸的宏观尺寸。但是,当我们将这些振荡器推向高频时,我们有机会从根本上减少足迹,作为经典和新兴的量子技术的基础。在本文中,我们介绍了新颖的设计原理和简单的微加工技术,以创建高性能的碎屑尺度共聚焦散装声波的声波,以各种晶体材料。We tailor the acoustic modes of such resonators to efficiently couple to light, permitting us to perform a non-invasive laser- basedphononspectroscopy.Usingthistechnique,wedemonstrateanacoustic Q -factor of 2.8 × 10 7 (6.5 × 10 6 ) for chip-scale resonators operating at 12.7 GHz (37.8 GHz) in crystalline z - 在低温温度下切开石英(x -Cut硅)。©2018作者。所有文章内容(除非另有说明,否则都将根据创意共享归因(cc by)许可(http://creativecommons.org/licenses/4.0/)获得许可。https://doi.org/10.1063/1.5026798
摘要随着对高功率密度的需求不断增长,并且为了满足极端的工作条件,研究集中在涉及低温温度下电力电子设备的性能上。本文的目的是审查功率半导体设备,被动组件,栅极驱动器,传感器,最终在低温温度下的电力电子转换器的性能。通过比较半导体材料的物理特性和商业功率半导体设备的电性能,碳化硅开关由于在低温温度下的抗性和切换时间增加而显示出明显的缺点。相反,当温度降低时,硅和氮化壳设备的性能提高了。功率半导体设备的性能上限可能会受到门驱动器的影响,与室温相比,商业替代方案在低温温度下表现出恶化的性能。此外,在低温环境中的电压和当前意义的选项是合理的。基于上述各种组件的低温性能,本文以概述了已发表的转换器的概述,这些转换器在低温环境中进行了部分或全面测试。
恢复 - 在低温温度下的电子功率转换器的设计需要在这些温度下的组件进行技术数据。但是,缺乏有关电气特性的数据,例如二极管,例如制造商指定的温度范围(例如-50°C)限制了它们的发展。我们已经根据我们的4.8 KA DC测量平台发起了一项计划,以创建有关低温温度下二极管特征的数据库。此数据库将公开,允许用户在不同温度下下载数据文件。尽管可以讨论某些方面并稍后添加,但该文档是对当前数据库框架的定义以及所使用的实验方法的介绍的重要贡献。他还通过案例研究强调了数据的实际实用性。
§较高的灵敏度区域是指低于100 picotesla的磁场。日常条件是指正常环境,而特殊的环境条件总结了磁场或低温温度等措施
PHY 5951 低温物理 / 低温物理 II (3 学分 / 3 单元) 低温下物质的性质。氦物理学。低温温度测定。低温制冷机的理论和技术。应用超导性。最新发展:低温电子、量子霍尔效应。氦晶体生长、核磁有序、低温探测器和高能物理极化靶。本课程相当于卡尔顿大学的 PHYJ 5409。/ 低温下物质的性质。氦物理学。低温温度测定。低温制冷机的理论和技术。应用超导性。最新发展:低温电子、量子霍尔效应。氦晶体生长、核磁有序、低温探测器和高能物理极化靶。本课程相当于卡尔顿大学的 PHYJ 5409。 Volet / 课程组成部分: 行政课程 / 讲座
为了研究物质和宇宙的基本性质,高能量物理(HEP)实验通常在极端条件下运行,这些条件远远超出了综合电路的标准工作范围。这种极端环境的两个突出例子是在高发光山脉山相处经历的辐照水平以及在低温温度下的操作[1]。低温电子是一个广义的术语,该术语包括以低于标准工作极限(军事级电子设备的-55°C)运行的电路,一直至Millikelvin,如超导电电路而言。低温回路具有悠久的历史[2],并且在广泛的应用中发现了应用,例如红外局灶平面阵列,PET,量子科学。虽然CMOS电路在深度低温温度(<4.2K)下可靠地操作,但本文侧重于液氮(77K)的应用,并概述了有关大型HEP经验家的高温CMOS CMOS ICS的设计考虑因素,好处和独特的挑战。
•液氮(-196 O C)及其性能•Boyle's&Charle定律(理想气体的压力,体积,体积和温度之间的关系)•同性恋Lussac定律(恒定质量和体积的压力和温度之间的关系)•磁悬浮(Meissner的效果)•耐药性与低温温度下的温度•细胞和显微镜的冷冻保存(长期保存活物种)•氦气气球实验