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  • Magnicon产品在基于电流传感器 SQUID 的模块化、可扩展和耐磁场的多通道矢量磁强计(A modular, extendible and field-tolerant multichannel vector magnetometer based on current sensor SQUIDs)的应用

    我们展示了可扩展且坚固的多通道 SQUID 磁力计系统的原型模块。多模块配置最多可使用 7 个模块。它用于生物磁性和自旋进动的高精度测量。其他要求苛刻的应用是磁弛豫测量法和超低场核磁共振 (ULF NMR),其中通常应用高达 100 mT 的脉冲场。该系统在柏林磁屏蔽室内运行,并配备了 18 个由铌 (Nb) 绕线拾取线圈组成的磁力计。总共 16 个直径为 17.1 mm 的小型拾取线圈形成一个规则的网格,并布置了单独的通道,以确保系统灵敏度覆盖所有三个正交空间方向。两个等效直径为 74.5 mm 的大型六边形拾取线圈在 z 方向上敏感,以两种不同的高度环绕网格,适用于检测深源。每个线圈都通过可拆卸的超导触点连接到薄膜 Nb SQUID 电流传感器的输入端。SQUID 配备了集成的输入电流限制器。反馈到拾取线圈中,最大限度地减少了通道之间的串扰。电流传感器芯片封装包括 Nb 的超导屏蔽层。通过数值仿真分析了原型和多模块布置的场变形。小型磁力计的测量噪声在 0.6 到 1.5 fT/Hz 之间,大型磁力计的噪声远低于 1 fT/Hz^{1/2}。使用软件梯度计,我们实现了 0.54 fT/Hz^{1/2} 的最小噪声水平。我们进行了 ULF NMR 实验,验证了系统对脉冲场的稳健性,并进行了脑磁图学 (MEG) 对体感诱发电�

  • Magnicon产品在探索双模微激光器的光子数分布(Exploring the Photon-Number Distribution of Bimodal Microlasers)的应用

    光子数分辨过渡边缘传感器 (TES) 用于测量两个微腔激光器的光子数分布。研究的器件是双峰微激光器,具有相似的发射强度和光子自相关统计数据。两种 high-$\beta$ 微激光器在激光阈值附近都显示出部分热发射和部分相干发射。对于更高的泵浦功率,微激光器 A 的强模式发射泊松分布光子,而弱模式的发射是热的。相比之下,激光 B 显示出双稳态,导致叠加的热分布和泊松分布。虽然标准的 Hanbury Brown 和 Twiss 实验无法区分激光 A 的简单热发射和激光 B 的模式切换,但 TES 使我们能够测量光子数分布,这为潜在的发射过程提供了重要的见解。事实上,我们的实验数据及其通过主方程方法进行的理论描述表明,TES 能够揭示细微的影响,例如双峰微激光器的时间模式切换。因此,我们的研究清楚地证明了通过光子数分辨传感器研究纳米光子器件的巨大好处和重要性。

  • Magnicon产品在量子反常霍尔效应的百万分之一量子化和电流诱导击穿(Part-per-million quantization and current-induced breakdown of the quantum anomalous Hall effect)的应用

    在量子反常霍尔效应中,量子化霍尔电阻和消失的纵向电阻率被预测是由于存在无耗散的手性边缘状态和绝缘的 2D 体而产生的,而无需外部磁场。在这里,我们探讨了这种效应在磁性拓扑绝缘体薄膜中用于计量应用的潜力。使用低温电流比较器系统,我们测量了零磁场下霍尔电阻的量化到百万分之一以内,纵向电阻率低于每平方 10 m。将电流密度增加到临界值以上会导致量子化、低耗散状态的击穿,我们将其归因于大电流中的电子加热。我们通过测量对温度、电流和几何形状的输运依赖性来进一步研究预击穿状态,并找到体耗散的证据,包括热激活和可能的可变范围跳跃。

  • Magnicon产品在CMI 和 BIPM 的量子霍尔效应电阻标准的现场比较:正在进行的关键比较 BIPM。EM-K12 系列(On-site comparison of Quantum Hall Effect resistance standards of the CMI and the BIPM: ongoing key comparison BIPM.EM-K12)的应用

    2017 年 4 月,对捷克计量研究所 (CMI) 和国际计量局 (BIPM) 的量子霍尔效应 (QHE) 电阻标准进行了现场比较。根据 von Klitzing 常数 R 的常规值对 100 Ω 标准品的测量K-90 系列,同意 6 分之 1010具有相对组合标准不确定度 uc= 25 × 10−10.10000 Ω/100 Ω 和 100 Ω/1 Ω比率的测量商定为 11 分之 1010和你在一起c= 22 × 10−10以及 10 分之 3310和你在一起c= 32 × 10−10分别。为了考虑帕尔贴效应可能引起的误差,已经系统地研究了电流反转时间的影响,这种效应在 1 Ω 标准中可能特别大。

  • Magnicon的直流超导量子电子装置SEL-1在体积扩增磁性生物测定与微流体样品处理和高 Tc SQUID 磁性读数相结合(Volume-amplified magnetic bioassay integrated with microfluidic sample handling and high-Tc SQUID magnetic readout)的应用

    我们提出了一种基于高 Tc SQUID 梯度计传感器的灵敏磁性生物测定法,该传感器将 RCA 作为检测 DNA 靶分子的扩增技术。微流体通道与 ac 磁化率测量装置的集成提高了磁灵敏度,并导致目标分析物的 LOD 为 0.2 × 10-18 mol,可与最先进的 ELISA 分析相媲美。超高灵敏度与较短的周转时间相结合,有望在未来的即时诊断系统中的应用,其中检测的所有步骤都在一次性芯片实验室上实现。该检测不限于单个靶分子,可用于各种 DNA 和 RNA 靶标。

  • Magnicon产品在零磁场下量子化异常霍尔电阻的精确测量(Precision measurement of the quantized anomalous Hall resistance at zero magnetic field)的应用

    在量子反常霍尔效应中,铁磁掺杂拓扑绝缘体的边缘态在零磁场下表现出量子化霍尔电阻和无耗散传输。然而,到目前为止,电阻是使用标准传输测量技术进行实验评估的,这些技术很难高精度地追溯到 von-Klitzing 常数 RK。在这里,我们提出了一个计量学上的综合测量,包括在没有外部磁场的情况下 V 掺杂 (Bi,Sb)2Te3 器件的电阻量化的完全不确定度预算。对于量化异常霍尔电阻与 RK 的偏差,我们确定的值为 0.17 ± 0.25 ppm。这是朝着实现实用的零场量子电阻标准迈出的一步,该标准与约瑟夫森效应相结合,可以在将来提供通用量子单位标准。

  • Magnicon的室温传感器在SQUID 在低温和高磁场测量中的应用 - 超低噪声扭矩磁力计(Application of SQUIDs to low temperature and high magnetic field measurements - Ultra low noise torque magnetometry)的应用

    扭矩磁强计是测量金属中磁各向异性和量子振荡的关键方法。 为了解决亚毫米尺寸样品中的量子振荡问题、引入了压电微悬臂。 对于强相关金属在具有大费米表面和高回旋质量的强相关金属中,磁力矩分辨力超过 104在温度远低于 1K 和磁场超过 10T 的情况下,需要超过 104 的磁力矩分辨力。在此,我们介绍一种新的压电微悬臂宽带读出方案,通过在高达 15T 的磁场和低至 200mK 的温度下进行惠斯通型电阻测量。低至 200mK。 通过使用两级 SQUID 作为冷惠斯通电桥的空探测器、我们能够在最大磁场和 700mK 温度条件下实现 m = 4 10 15JT 的磁矩分辨率,超过了我们的研究成果。和 700mK 时的磁矩分辨率,在这一温度和磁场范围内,比传统磁强计至少高出一个数量级。在这一温度和磁场范围内,比传统磁强计至少高出一个数量级。 de Haas-van Alphen 测量的典范的德哈斯-范阿尔芬测量示例,展示了我们的磁强计的优越性能。装置的卓越性能。

  • Magnicon的直流超导量子电子装置XXF-1在构建矢量扫描 SQUID 系统(Constructing a Vector Scanning SQUID System)的应用

    我们成功制造了一种矢量扫描 SQUID 传感器,该传感器通过选择筛选参数进行优化以提高噪声和灵敏度βL= 1.传感器由先进工业科学与技术 (AIST) 的超导代工厂 CRAVITY 使用 AIST-STP2 标准工艺制造,临界电流密度为 Jc约瑟夫森交界处 (JJ) 320 A/cm2.在这种情况下,临界电流 Ic在我们的 SQUID 的 2.2 μm × 2.2 μm 区域变为 12.5 μA。通过采用多层技术减小内径和增加拾取线圈绕组的数量,传感器的灵敏度和分辨率也得到了提高。我们设计了矢量拾取线圈的结构,其中每个线圈与样品表面之间保持相同的距离。此外,线圈之间的距离只是设置为扫描步长的整数倍,以便于在某个位置重建磁场矢量。制造的 SQUID 传感器运行正常,特性与我们的设计参数非常吻合。为了构建矢量扫描 SQUID 显微镜,我们成功地将我们的传感器与商用磁通锁定环 (FLL) 读出电路(Magnicon Inc.,型号 XXF-1)连接起来。通过使用 XYZ 压电驱动扫描仪在 5 mm × 5 mm × 5 mm 的三维范围内精确控制拾取线圈位置,在 4K 下步长为 10 nm,可以提高矢量 SQUID 显微镜的空间分辨率。带有防振机构的 Gifford-McMahon 低温冷却器将用于进行长时间测量。

  • Magnicon的C6X216FB和XXF-1在用于 ATHENA X-IFU 的低温反重合探测器:针对演示模型的测试设置的改进(The Cryogenic AntiCoincidence detector for ATHENA X-IFU: improvement of the test setup towards the Demonstration Model)的应用

    ATHENAX-IFUdevelopment计划预计将建立和表征仪器演示模型(DM),以便在任务采用之前探索系统关键技术。在这方面,我们现在正在开发X-IFU低温反重合探测器(CryoAC)的DM,该DM将交付给焦平面组件(FPA)开发团队,以便与TES阵列集成。在交付之前,我们将在INAF/IAPS的CryoLab中对CryoAC DM进行表征和测试。在本文中,我们报告了为改进我们的低温测试装置而进行的活动的主要结果,使其适用于DM集成。这些活动主要包括开发机械装置和低温磁屏蔽系统,其有效性已通过有限元模拟和温暖测量进行了评估。初步性能测试是过最后一个CryoAC单像素原型AC-S8预DM样品进行的。

  • Magnicon的集成式双级电流传感器C70M116W在在核磁共振力显微镜中使用玻尔兹曼极化成像的可行性(Feasibility of imaging using Boltzmann polarization in nuclear Magnetic Resonance Force Microscopy)的应用

    我们报告了磁共振力显微镜通过检测软悬臂梁的频移来测量铜中核自旋的玻尔兹曼极化。我们使用布洛赫方程的时间相关解推导出一个简明的方程,描述了高磁场梯度中单共振自旋和单共振自旋上射频磁力的影响。然后,我们将这一理论应用于在100 nm厚的铜层上进行的饱和实验,我们使用悬臂梁的更高模式作为射频场的源。我们证明了仅(40 nm)3的检测体积灵敏度,对应于约1.6104个极化铜核自旋。我们提出了一个质子实验,通过适当的技术改进,基于频移的磁共振成像分辨率优于(10 nm)3是可能的。实现这一分辨率将使基于玻尔兹曼极化的成像与更传统的基于随机自旋波动的成像竞争,并有可能在毫开尔文温度下工作。

  • Magnicon产品在实验室间纳安电流比较,具有百万分之一的不确定性(Inter-laboratory nanoamp current comparison with sub-part-per-million uncertainty)的应用

    我们比较了商用电流表和自制积分静电计在读取小于 100 pA 的电离室电流方面的性能。积分静电计用未知电流为电容器充电并测量产生的电压变化率,而电流计使用高阻值电阻器作为放大器的反馈元件,将电流转换为电压。对于小于 1000 s 的平均时间,两个系统的噪声性能非常相似。两个系统都使用精度为百万分之 1 (ppm) 的参考电流源进行校准,显示静电计指示电流的误差为 460 ppm,来源不明。该误差完全在放射性核素校准的不确定度预算范围内,但远大于电容、电压和时间的可追溯校准中的单个不确定性。电离室电流中的噪声远大于两种仪器的本底噪声,测试有力地表明,多余的噪声来自用于为电离室通电的高压源。

  • Magnicon的两级 SQUID 电流传感器在ABRACADABRA-10 cm 的初步结果:寻找亚 μeV 轴子暗物质(First Results from ABRACADABRA-10 cm: A Search for Sub-µeV Axion Dark Matter)的应用

    axion 是一种romisingdarkmattercandidate,最初被提出来解决粒子物理学中的强 CP 问题。 迄今为止,轴子和类似轴子的微粒云物质的可用参数空间相对较小。ABRACADABRA是一项新的实验计划,目的是在粒子物理学中解决强CP问题,在国外的质量范围内寻找轴夸克物质、10 12 ma 10 6eV。 ABRACADABRA-10 厘米是未来探测器的小尺寸原型。它可能对 QCDaxion 敏感。 在这封信中,我们介绍了用 ABRACADABRA-10 进行为期 1 个月的轴搜索所取得的初步结果。在这封信中,我们介绍了用ABRACADABRA-10cm搜索轴突一个月的初步结果。我们认为没有证据表明存在类似于轴的宇宙暗垫,因此将轴-光子耦合的 95%C.L. 上限设定在ga

  • Magnicon的SQUID/FLL system在 CERN 的反质子减速器中使用具有纳安分辨率的低温电流比较器进行连续光束强度测量的应用

    低强度带电粒子beamsareparticularly非微扰光束诊断的拉长感应电磁场的小幅度。安替普顿减速器(AD)和超低能效抗菌素欧洲核子研究中心的吨(ELENA)环减速光束含有107个反质子。循环光束的绝对强度测量对于监测工作效率和为反物质实验提供重要的校准数据至关重要。本文回顾了基于超导量子干涉装置(SQUID)的可操作低温电流比较器(CCC)的设计,用于AD中的电流和强度监测。这样的系统在整个2017年都在运行,依赖于基于脉冲管低温冷却器的独立低温基础设施。系统性能被展示并与不同的工作环境相关联,确认了纳米安培范围内的分辨率。

  • Magnicon产品在基于 SQUID 的 7 通道高 Tc 头皮 MEG 系统(A 7-channel high-Tc SQUID-based on-scalp MEG system)的应用

    由于它们的工作温度较高,高 Tc超导量子干涉器件 (SQUID) 需要的隔热材料比低 T 低c用于商用磁头照相 (MEG) 系统的传感器。因此,它们可以放置在更靠近头部的位置,那里的神经磁场更高、更聚焦,从而可能导致更高的空间分辨率。首次使用高 T 进行此类头皮 MEG 测量cSQUID 已经展示了该技术的潜力。然而,为了对神经科学和临床应用有用,需要多通道系统。在此,我们提出了一种基于高 T 的 7 通道头皮上 MEG 系统c乌贼。YBCO SQUID 磁力计以密集的、头部对齐的六边形阵列排列在单个液氮冷却低温恒温器内。磁力计和磁头之间的间距可调至 1 mm。传感器侧面安装在低温恒温器上,低温恒温器安装在铰接式电枢上,用于记录坐着的物体的任意头部位置。我们展示了 50-130 fT/Hz 的白噪声水平1/2在 10 Hz 下,传感器间串扰值为

  • Magnicon的低温 DC-SQUID梯度仪系统在测量129Xe 原子的永久电偶极矩(Measurement of the Permanent Electric Dipole Moment of the129Xe Atom)的应用

    我们报道了一种新的测量中性129Xe原子违反CP的永久电偶极矩(EDM)的方法。我们的实验方法是基于对同位核自旋极化3He和129Xe样品的自由进动的检测。EDM测量灵敏度很大,因为在稀释气体和约400nT的均匀弱磁区中实现了几个小时的长自旋相干时间。夜间EDM由进动频率的变化表示,因为电场相对于磁导电场周期性地反转。我们的结果(47 64)10 28 ecm与零一致,并用于在129Xe EDM上设置一个新的上限:dXe

  • Magnicon超高带宽直流SQUID电子在固定频率超导集总元件谐振器对 2 neV 附近隐光子暗物质的排除限制(Exclusion Limits on Hidden-Photon Dark Matter near 2 neV from a Fixed-Frequency Superconducting Lumped-Element Resonator)的应用

    我们介绍了一种用于轴子和隐藏光子暗物质检测的简单xed频率超导集总元件谐振器的设计和性能。矩形NbTi电感耦合到Nb涂层蓝宝石电容器上,浸入超导屏蔽内的液氦中。谐振器与直流SQUID耦合以进行读出。我们在492.027 kHz的谐振频率下测量了40,000的品质因数,并对具有动力学混合角的2个neV隐藏光子设置了简单的排除极限15 10 9基于5.14小时的集成噪声。该测试设备为暗物质无线电的开发提供了信息,这是一种可调谐的超导集总元件谐振器,将在100赫兹至300兆赫的频率范围内搜索轴子和隐藏光子。

  • Magnicon的XXF-1-6/2 + CSE-2在使用金属磁性量热仪开发 β 光谱仪装置(Development of a beta spectrometry setup using metallic magnetic calorimeters)的应用

    β光谱形状的精确知识与放射性核素计量学有关,例如在确定含有β发射同位素的样品的活性时,以及在基础研究或核医学等应用中。我们介绍了一种新开发的β光谱仪,该光谱仪利用金属磁量热计(MMCs),该仪器有4个吸收器,工作温度

  • Magnicon的直流超导量子电子装置SEL-1在动感对 YBCO SQUID 磁力计性能的影响(The role of kinetic inductance on the performance of YBCO SQUID magnetometers)的应用

    我们报告了在SQUID磁力计上进行的噪声测量,该磁力计将YBCO的凹槽Dayem纳米棒作为弱环节。SQUID显示磁通量噪声低至10µΦ0/Hz0.5。磁力计是通过使用倒装芯片方法将SQUID耦合到具有两级耦合方案的磁通变压器来实现的。这提高了SQUID的有效面积,并在T=77 K时产生50 fT/Hz0.5的磁场噪声。

  • Magnicon的直流超导量子电子装置SEL-1在动感对 YBCO SQUID 磁力计性能的影响(The role of kinetic inductance on the performance of YBCO SQUID magnetometers)的应用

    电感是优化超导量子干涉装置(SQUID)磁力计性能的关键参数。在优化由高温超导体 YBa2Cu3O7-x (YBCO)制成的超导量子干涉装置(SQUID)磁力计的性能时,电感是一个关键参数。因为较低的 SQUID 电感 L 会导致较低的磁通量噪声,但同时也会减弱与拾取环路的耦合。环路的耦合。 为了优化 SQUID 设计,我们将电感模拟和测量结合起来和测量来提取不同的电感贡献,并测量传递函数 VΦ 和磁通噪声 S1/2 的相关性。Φ 与 L 的关系。两个样品之间的比较表明,动电感贡献随薄膜质量的变化而变化。因此,电感测量是 SQUID 表征的关键部分。 由于改进了对动力学电感贡献的估计由于改进了对动力学电感贡献的估算,以前发现的理论估算值与和 S1/2 测量值之间的差异。在很大程度上可以避免。 然后,我们利用测量值和改进后的理论估计值来优化 SQUID 几何结构,从而达到 S1/2 Φ 的噪声水平。达到 S1/2B =44fT/√Hz 的噪声水平。8.6 mm × 9.2 mm 直接耦合拾取环的最佳 SQUID 磁力计的噪声水平。 最后,我们展示了一种最后,我们展示了一种可靠的一次性传感器校准方法。 开尔文的温度范围内保持不变。动电感。 发现的动力学电感贡献的可变性不仅对 YBCO SQUID 磁强计的设计有影响,而且对所有

  • Magnicon的Squid 系列阵列在空间系统干扰研究试验台设计CMB偏振(Design of a testbed for the study of system interference in space CMB polarimetry)的应用

    LiteBIRD是一个提议的JAXA卫星任务,以前所未有的灵敏度(r 0001)测量CMB B模式极化。为了实现这一目标,4676个最先进的TES测辐射热计将从L2观察整个天空3年。这些探测器以及SQUID读数极易受到EMI和其他仪器扰动的影响,例如静磁场和振动。因此,仔细分析探测器系统和望远镜仪器的其余部分之间的干扰是必不可少的。这项研究在项目的早期阶段特别重要,以便在整个仪器的最终组装之前解决潜在的问题。我们报告我们准备低温试验台的计划,以研究探测器和其他子系统之间的相互作用,特别是由magneticallyrotating半波片组成的偏振调制器单元。我们还介绍了要求、现状和初步结果。

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