CMB 편광 실험을 위한 220 GHz 티타늄 초전도 TES 검출기 기술 연구

LUO Qianghui ,  

MIAO Wei ,  

LI Feiming ,  

ZHONG Jiaqiang ,  

WANG Zheng ,  

DING Jiangqiao ,  

ZHOU Kangmin ,  

ZHANG Wen ,  

REN Yuan ,  

SHI Shengcai ,  

摘要

고감도 초전도 상전이 가장자리 센서(Transition Edge Sensor, TES)는 우주 마이크로파 배경(Cosmic Microwave Background, CMB) 복사의 B 모드 편광 탐지에 중요한 응용 가능성을 가지고 있다. 본 논문에서는 220 GHz 대역의 8×8 픽셀 안테나 결합 티타늄 초전도 TES 검출기를 설계 및 제작하였으며, 에칭 전 티타늄 초전도 TES 검출기의 저온 열전도도와 잡음 특성을 실험적으로 특성화하였다. 실험 결과, 티타늄 초전도 TES 검출기의 저온 전음 상호작용이 지배하는 열전도도는 약 485.4 pW/K이며, 티타늄 초전도 TES 검출기의 잡음 등가 전력은 5×10⁻¹⁷ W/Hz⁰․⁵보다 우수함을 보였다. 이론적으로, 에칭 후 티타늄 초전도 TES 검출기의 열전도도는 더 감소하며, 에칭 후 열전도도는 약 38 pW/K로 이론 계산되었고, 열 요동에 의한 잡음 등가 전력의 이론 값은 약 9.2×10⁻¹⁸ W/Hz⁰․⁵로 산출되었다. 따라서 에칭 후 티타늄 초전도 TES 검출기의 잡음 등가 전력 성능은 더욱 향상될 것이다.

关键词

고감도; 초전도 상전이 가장자리 센서; 열전도; 잡음 등가 전력

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