DC-SQUID串聯陣列直流特性研究

姜穌仆 楊瑾屏 張 碩 任翠蘭 懷 平,,5 伍文濤

1（中國科學院上海應用物理研究所 上海201800）

2（中國科學院大學 北京100049）

3（上?？萍即髮W大科學中心 上海201210）

4（中國科學院上海微系統與信息技術研究所 上海200050）

5（中國科學院上海高等研究院 上海201204）

21世紀是生命科學、物質科學、能源科學及環境科學等學科飛速發展的時代，這些科學研究對在亞納米空間分辨率與飛秒時間分辨率下研究復雜體系提出了更高的目標和要求。X射線正是研究這些學科的重要工具之一，因此，這一需求推動了大型同步輻射［1-2］和自由電子激光用戶裝置［3-4］的飛速發展。我國已于2018年開始建設上海硬X射線自由電子激光裝置（Shanghai Hard X-ray Free Electron Laser Facility，SHINE）的大科學工程項目，SHINE是目前國際上性能優異的大型硬X射線自由電子激光裝置，能夠發出0.01～0.1 nm的硬X射線，在亮度、相干性以及超快特性等方面有著突出優勢，能夠為化學、物理、材料、生物等諸多科學領域提供更高的分辨率成像、更先進的結構解析和超快過程探索等尖端科研手段。

超導轉變邊緣探測器是將超導轉變邊緣傳感器（Transition Edge Sensor，TES）作為溫度計的一類低溫超導探測器，其同時具備高能量分辨能力（1 eV量級）及高量子效率（90%以上）的特點，探測范圍從近紅外到γ射線，成為SHINE裝置上部署的一類高靈敏度探測器［5］。然而，TES的電阻一般在歐姆以下量級，很難使用場效應管等實現阻抗匹配和放大。為解決這個難題，科學工作者引入超導量子干涉器件（Superconducting Quantum Interference Device，SQUID）作為TES的低溫讀出電路［6］。

SQUID是迄今為止最為靈敏的磁場/電流傳感器，具有逼近量子極限的噪聲性能，如非耦合型DCSQUID的磁通噪聲水平可達10-6～10-7Φ0/Hz?！?br>