Fabrication of a 64-Pixel TES Microcalorimeter Array with Iron Absorbers Uniquely Designed for 14.4-keV Solar Axion Search
本研究针对14.4-keV太阳轴子探测，设计制造了带铁吸收体的64像素TES微热量计阵列，并通过分离式镀金热连接带降低磁化影响、提升热导率。
2023-04-19 astro-ph.IM physics.ins-det
Performance of TES X-Ray Microcalorimeters Designed for 14.4-keV Solar Axion Search
本文设计并测试了带57Fe吸收体的TES X射线微量热计阵列，用于探测太阳14.4-keV轴子，首次在铁磁化条件下成功运行并验证了通过金连接带探测铁吸收体事件的设计可行性。
2023-04-17 astro-ph.IM physics.ins-det
AC/DC characterization of a Ti/Au TES with Au/Bi absorber for X-ray detection
过渡边缘传感器（TES）在微量热计中用作非常灵敏的温度计，旨在检测不同的波长。特别是，对于软X射线天体物理学，科学目标需要非常高分辨率的微量热计，这可以通过与合适的吸收器耦合的TES来实现。对于许多应用，还需要大量的像素，这通常需要在读出级中进行复用。频域多路复用（FDM）是一种常见的方案，是ATHENA飞行任务的拟议基线。FDM需要在MHz频率下以AC偏置TES。最近有报道称，在交流下的性能下降相对于直流偏置。为了评估与FDM一起使用的TES的性能，因此，比较相同器件在AC和DC偏置下的性能是非常有意义的。这需要两种不同的测量设置，具有不同的表征过程。在这项工作中，我们报告的初步结果，一个单一的像素表征下进行交流和直流偏置下在不同的设施的TiAu TES。提取的动态参数和噪声性能进行了比较，在这两种情况下，作为第一阶段，这些设备的进一步AC/DC比较。
2021-02-18 physics.ins-det
SQUID-based superconducting microcalorimeter with in-situ tunable gain
本文提出一种基于SQUID且具有原位可调增益的超导微量热计，利用超导体临界温度附近磁穿透深度的强温度依赖性，原型测量无磁滞效应，预测可实现约300meV的竞争性能量分辨率。
2023-11-14 cond-mat.supr-con physics.ins-det
On low-energy tail distortions in the detector responsefunction of x-ray microcalorimeter spectrometers
我们利用各种高电荷态离子的X射线谱中的窄谱线，测量了在650 eV到3320 eV能量范围内，用金吸收体的微量热计X射线谱仪中对高斯响应函数的低能尾状偏离。我们回顾了其他微量热X射线谱仪中低能拖尾的文献，并提出了一个模型来解释所有评论的拖尾分数测量。在这个模型中，低能尾来自于与Bi X射线吸收体相关的电子逃逸和能量俘获的结合。
2020-05-11 cond-mat.other physics.ins-det
Magnetic microcalorimeter with paramagnetic temperature sensors and integrated dc-SQUID readout for high-resolution X-ray emission spectroscopy
本文研制两种带顺磁传感器与集成dc-SQUID读出的磁性微热量计，并通过四足吸收体和隔热膜设计将X射线能量分辨率提升至1.25(18)eV。
2023-10-12 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Design considerations for the optimization of λ-SQUIDs
本文通过解析方法提出了优化基于超导磁穿透深度温度依赖性的λ-SQUID探测器的设计考量，指出传感器热容应与吸收体热容相匹配，以实现亚eV级能量分辨率。
2023-10-25 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Development of TES-based detectors array for the X-ray Integral Field Unit (X-IFU) on the future x-ray observatory ATHENA
我们正在为未来欧洲X射线天文台雅典娜的X射线积分场单元（XIFU）开发基于过渡边缘传感器（TES）的微量热计。微量热计是基于TiAu TES耦合到250μm平方，AuBi吸收剂。我们设计并制造了在吸收体和TES之间具有不同接触几何形状以优化检测器性能并且具有不同布线拓扑结构以减轻自磁场的装置。该设计是定制的，以优化频域复用下的性能。在本文中，我们审查的主要设计特点的像素阵列，我们报告的性能的18个通道，2- 5 MHz频域复用器，将被用来表征探测器阵列。
2016-04-02 astro-ph.IM cond-mat.supr-con physics.ins-det
Performance and uniformity of a kilo-pixel array of Ti/Au transition-edge sensor microcalorimeters
均匀的大型过渡边缘传感器（TES）阵列是下一代X射线空间天文台的基础。要求这些阵列在软X射线能量范围内实现能量分辨率$ΔE$ < 3 eV半峰全宽（FWHM）。我们目前正在开发X射线微量热计阵列，用于未来的实验室和空间X射线天体物理学实验和地面光谱仪。在这篇文章中，我们报告了一个均匀的32 $\times$ 32像素阵列与140 $\times$ 30 $μ$ m $^2$ Ti/Au与Au X射线吸收剂的开发和表征。我们报告后，广泛的测量60像素，以显示我们的大型TES阵列的均匀性。平均临界温度为$T_\mathrm{c}$ = 89.5 $\pm$ 0.5 mK，整个阵列（$\sim$ 1 cm）的变化小于1.5 mK。我们发现探测器的偏置点在正常态电阻的20%和40%之间的一个大的区域，其中能量分辨率始终低于3eV。特别是，结果显示了一个总的X射线光谱分辨率$ΔE_\mathrm{FWHM}$ = 2.50 $\pm$ 0.04 eV的光子能量为5.9 keV，测量在单像素模式下使用频域复用（FDM）读出系统开发的SRON/VTT在偏置频率范围从1到5 MHz。此外，我们比较了对数电阻的灵敏度相对于温度和电流（分别为$α$和$β$）和它们的相关性与检测器的噪声参数$M$，显示了均匀的行为，为阵列中的所有测量的像素。
2021-02-18 astro-ph.IM physics.ins-det
The TES-based Cryogenic AntiCoincidence Detector (CryoAC) of ATHENA X-IFU: a large area silicon microcalorimeter for background particles detection
本文介绍ATHENA X-IFU的CryoAC单像素原型测试，通过放射源校准及与旧原型符合测量，验证低能响应并区分实验室背景中的宇宙μ子与次级粒子信号。
2024-01-19 astro-ph.IM physics.ins-det
Absolute Energy Measurements with Superconducting Transition-Edge Sensors for Muonic X-ray Spectroscopy at 44 keV
超导过渡边传感器（TES）具有能量分辨率高、收集效率高、可复用成大阵列等优点，在X射线测量中具有重要的应用价值。在这项工作中，我们开发了硬X射线TES测量μ子氩（$μ$ -Ar）跃迁线的绝对能量约44 keV和20 keV。制造了具有不同热容的边车吸收器的TES，并对其能量分辨率和校准不确定度进行了表征。我们在44 keV下实现了~ 1 eV的绝对能量测量精度，在17.5 keV下实现了< 12 eV的能量分辨率。
2022-07-22 physics.ins-det
Lithographic integration of TES microcalorimeters with SQUID multiplexer circuits for large format spectrometers
University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）
本研究通过光刻集成技术将TES微测热器与SQUID多路复用电路结合，旨在提高大格式光谱仪的焦点平面填充率，解决现有方案中线键合或倒装芯片键合的局限性。
2025-10-09 cond-mat.supr-con physics.app-ph physics.ins-det
Development of decay energy spectroscopy for radio impurity analysis
本文开发基于磁微量热计的衰变能谱系统，用大金箔吸收体完成十天测量，实现45 keV FWHM分辨率并识别Ra-226、Th-228 α衰变链。
2024-12-05 nucl-ex physics.ins-det
Development of the superconducting detectors and read-out for the X-IFU instrument on board of the X-ray observatory Athena
高能天体物理学高级望远镜（雅典娜）已被欧空局选为其第二个大型飞行任务。未来的欧洲X射线观测站将研究炽热和充满活力的宇宙，预计将于2028年发射。基于超导过渡边缘传感器（TES）的微量热计是雅典娜星上X射线积分场单元（X-IFU）探测器阵列的首选技术。X-IFU是在软X射线波段（0.3 - 12 keV）工作的2-D成像积分场光谱仪。该探测器由3840个耦合到X射线吸收器的TES阵列组成，并使用基于超导量子干涉器件（SQUID）的频域复用（FDM）在MHz带宽中读出。所提出的设计要求具有高填充因子，高量子效率，相对较高的计数率能力和在5.9 keV的能量分辨率为2.5 eV的设备。本文将回顾基于TES的微量热计的基本原理和物理，并介绍FDM读出的最新技术。
2016-04-03 astro-ph.IM cond-mat.supr-con physics.ins-det
Development of microwave-multiplexed superconductive detectors for the HOLMES experiment
近年来，随着低温探测器技术的发展，可以设计大规模的实验，将探测器对中微子质量的灵敏度降低到1，eV以下。即使在单通道上的能量（$\sim$ eV/keV）和时间分辨率（$\sim 1\,μ$ s）方面具有出色的性能，也需要大量并行工作的探测器来达到亚eV灵敏度。HOLMES实验是一个直接测量中微子质量的新实验，灵敏度低至2，eV。HOLMES将对163 Ho的电子俘获（EC）衰变中释放的能量进行量热测量。在其最终配置中，HOLMES将部署1000个植入163 Ho核的低温微量热计探测器。用于HOLMES的基线传感器是具有金吸收体的SiN \textsubscript{x}膜上的Mo/Cu TES（过渡边缘传感器）。读出是基于使用的rf-SQUID作为输入设备与通量斜坡调制线性化的目的; rf-SQUID然后耦合到超导λ/4波谐振器在GHz范围内，调制信号最终使用零差技术读出。TES探测器的设计目标是在光谱端点实现几eV的能量分辨率和几微秒的时间分辨率，以最大限度地减少堆积伪影。
2016-01-18 physics.ins-det
Zeptojoule Calorimetry
本研究利用金属SNS传感器实现优于0.95 zJ的微波脉冲能量测量，为单光子量热检测和量子态测量提供新路径。
2024-12-18 physics.ins-det
TiAu TES 32$\times$32 pixel array: uniformity, thermal crosstalk and performance at different X-ray energies
大型转换边缘传感器阵列是下一代空间X射线观测系统的关键。这种阵列需要在软X射线能量范围内实现$\mathrmΔE<$ 3 eV半峰全宽（FWHM）的能量分辨率。我们目前正在开发X射线微量热计阵列，作为由欧空局领导的ATHENA空间望远镜上的X-IFU仪器的备份选项，预计将于2031年发射。在这篇文章中，我们报告了一个均匀的32 $\times$ 32像素阵列的开发和表征（长度$\times $宽度）140 $\times$ 30 $μ$ m $^2$ TiAu TES，它具有用于X射线光子的\textcolor{black}{a 2.3 $μ$m}厚Au吸收体。像素具有典型的正常电阻$R_\mathrm{n}$ = 121 m $Ω$和临界温度$T_\mathrm{c}\sim$ 90 mK。我们对阵列中的60个像素进行了广泛的测量，以显示阵列的均匀性。我们获得了2.4和2.6 eV之间的能量分辨率（FWHM）在5.9 keV，在单像素模式下测量的交流偏置频率范围从1到5 MHz，与频域复用（FDM）读出系统，这是在SRON/VTT开发。我们还提出了探测器的能量分辨率在X射线与不同的光子能量产生的调制外部X射线源从1.45 keV到8.9 keV。跨几个像素的多路复用读出也被执行，以评估热串扰对仪器的能量分辨率预算要求的影响。当考虑串扰信号的幅度与X射线脉冲（例如，在5.9 keV…
2021-02-19 astro-ph.IM physics.ins-det
