基于超高分辨TES探测器的模拟与关键器件制备研究

发布时间：2025-05-07 23:11

　　超导转变边界传感器(transition edge sensor,TES)是超高分辨探测器最为关键的核心部件之一,在国防科技、核能开发、核安保、反恐、核取证、宇宙学等领域有着广泛的应用前景,它的成功研制对于构建高灵敏、高分辨的先进粒子探测系统具有重大作用。本论文聚焦TES传感器的结构设计、能量沉积规律、制备工艺、性能评估等相关问题,通过理论模拟与实验评估两种手段,掌握TES传感器研制关键技术。①TES传感器结构问题。以继承创新与优化设计为总体研究思路,综合分析国内外已有的Mo/Cu、Au/In、Ti/In、Ti/Au超导膜研究结论与实验室产品,探索并控制研制过程中可能存在的工艺风险,剖析其影响器件超导特性的关键因素,获得TES双层或多层超导膜、支撑、电信号引出等结构参数;②能量沉积与热传导规律。首先,开展能量沉积物理模型的分析与评估,优化并确定建模参数,计算获得钚材料20keV-200keV范围内多条入Y射线能量与沉积能量的依存关系;其次,针对同一吸收体材质,通过改变其尺寸大小或衬底结构,分别以60 keV、600 keVγ射线作为输入条件,分析了入射能量、吸收体尺寸、衬底结构对能量沉积...

【文章页数】：114 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．２?Ｐｕ其他锕系元素的混合物的ＴＥＳ?Ｘ射线和Ｙ射线谱［１３］

Ｊｅｔｈａｖａ?Ｎ等人通过ＮＩＳＴ制造的能谱仪在洛斯阿拉莫斯国家实验室进行的??一系列的测量更好地了解了非破坏性测量的极限。为了达到小于１％的相对误差，??感兴趣的单能Ｘ射线及７射线必须包含至少１０４个计数［６４〗。如图１．２所示，能谱??涵盖４０－２２０?ｋｅＶ的能量范围［１３....

图２．３?（ａ）ＴＥＳ所在的偏置电路，Ａ＃是存在于电路中的不必要的寄生电阻??尺ｂ

Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?（ｍＫ）??ＳＵ?（？？＞??图２．１?（ａ）?ＴＥＳ耦合电和热回路；（ｂ）?ＴＥＳ电阻－温度曲线。??２．１．２?ＴＥＳ关键参数及方程??⑷?Ｂｙ?ｅ?／ｃｊ?（ｂ）??１＊?ｔｗ?、??Ａ?＾?＼?ｔ?＝ａｃ，??ｈ２Ｔｒ?Ｉ?Ｉ?＼??＋?Ｔｏ—??....

图２．２?（ａ）简单ＴＥＳ模型（ｂ）吸收体吸收ｙ射线热脉冲信号??－

Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?（ｍＫ）??ＳＵ?（？？＞??图２．１?（ａ）?ＴＥＳ耦合电和热回路；（ｂ）?ＴＥＳ电阻－温度曲线。??２．１．２?ＴＥＳ关键参数及方程??⑷?Ｂｙ?ｅ?／ｃｊ?（ｂ）??１＊?ｔｗ?、??Ａ?＾?＼?ｔ?＝ａｃ，??ｈ２Ｔｒ?Ｉ?Ｉ?＼??＋?Ｔｏ—??....

图２．１?（ａ）?ＴＥＳ耦合电和热回路；（ｂ）?ＴＥＳ电阻－温度曲线

Ｔｓ?ｔｉｍｅ??图２．２?（ａ）简单ＴＥＳ模型（ｂ）吸收体吸收ｙ射线热脉冲信号??文献［８１－８６］中己经建立了基本的量热计理论，借助这些文献，下面将给出重要??的参数、方程和简要的描述。简单的量热计模型如图２．２所示。具有热容Ｃ的??ＴＥＳ通过具有热导率Ｇ的弱热链接连接到温度....

本文编号：4043943