Investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología NIST han inventado un termómetro en miniatura con grandes aplicaciones potenciales, como monitorear la temperatura de los chips del procesador en computadoras cuánticas basadas en superconductores, que deben permanecer frías para funcionar correctamente.
El termómetro superconductor del NIST mide temperaturas por debajo de 1 Kelvin menos 272.15 ° C o menos 457.87 ° F, hasta 50 miliKelvin mK y potencialmente 5 mK. Es más pequeño, más rápido y más conveniente que los termómetros criogénicos convencionales para escala de virutadispositivos y podrían producirse en masa. Los investigadores del NIST describen el diseño y el funcionamiento en un nuevo artículo de revista.
Con solo 2,5 por 1,15 milímetros de tamaño, el nuevo termómetro se puede incrustar o pegar en otro dispositivo de microondas criogénico para medir su temperatura cuando se monta en un chip. Los investigadores utilizaron el termómetro para demostrar mediciones rápidas y precisas del calentamiento de unamplificador de microondas superconductor.
La tecnología es un derivado de los sensores superconductores personalizados de NIST para cámaras telescópicas, específicamente detectores de microondas entregados para el globo BLAST.
"Esta fue una idea divertida que rápidamente se convirtió en algo muy útil", dijo el líder del grupo Joel Ullom. "El termómetro permite a los investigadores medir la temperatura de una amplia gama de componentes en sus paquetes de prueba a muy bajo costo y sin introducir ungran cantidad de conexiones eléctricas adicionales. Esto tiene el potencial de beneficiar a los investigadores que trabajan en computación cuántica o que utilizan sensores de baja temperatura en una amplia gama de campos ".
El termómetro consiste en un resonador de niobio superconductor recubierto con dióxido de silicio. El recubrimiento interactúa con el resonador para cambiar la frecuencia a la que vibra naturalmente. Los científicos sospechan que esto se debe a que los átomos hacen un túnel entre dos sitios, un efecto mecánico cuántico.
El termómetro NIST se basa en una nueva aplicación del principio de que la frecuencia natural del resonador depende de la temperatura. El termómetro asigna los cambios de frecuencia, medidos por la electrónica, a una temperatura. Por el contrario, los termómetros convencionales paraLas temperaturas Kelvin se basan en la resistencia eléctrica. Requieren cableado enrutado a la electrónica de temperatura ambiente, lo que agrega complejidad y puede causar calentamiento e interferencia.
El termómetro NIST mide la temperatura en aproximadamente 5 milisegundos milésimas de segundo, mucho más rápido que la mayoría de los termómetros resistivos convencionales en aproximadamente una décima de segundo. Los termómetros NIST también son fáciles de fabricar en un solo paso del proceso.se puede producir en masa, con más de 1200 accesorios en una oblea de silicio de 3 pulgadas aproximadamente 75 milímetros.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Nacional de Estándares y Tecnología NIST . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :