Termometer Mini Supercool

Para peneliti telah mengembangkan termometer superkonduktor mini yang mengukur suhu di bawah 1 kelvin (-272,15 °C atau -457,87 °F), hingga 50 milikelvin (mK) dan berpotensi 5 mK. Ini lebih kecil, lebih cepat, dan lebih nyaman daripada termometer kriogenik konvensional untuk perangkat skala chip dan dapat diproduksi secara massal.

Berukuran 2,5 × 1,15 milimeter, termometer dapat disematkan atau ditempelkan ke perangkat microwave kriogenik lain untuk mengukur suhunya saat dipasang pada sebuah chip. Termometer digunakan untuk mendemonstrasikan pengukuran yang cepat dan akurat dari pemanasan penguat gelombang mikro superkonduktor.

Termometer memungkinkan peneliti untuk mengukur suhu berbagai komponen dalam paket uji dengan biaya yang sangat sedikit dan tanpa memasukkan sejumlah besar sambungan listrik tambahan. Ini berpotensi menguntungkan peneliti yang bekerja dalam komputasi kuantum atau menggunakan sensor suhu rendah di berbagai bidang.

Termometer terdiri dari resonator niobium superkonduktor yang dilapisi dengan silikon dioksida. Lapisan berinteraksi dengan resonator untuk menggeser frekuensi getaran alami. Para ilmuwan menduga ini karena atom "terowongan" antara dua situs, efek mekanika kuantum.

Termometer didasarkan pada aplikasi baru dari prinsip bahwa frekuensi alami resonator tergantung pada suhu. Termometer memetakan perubahan frekuensi, yang diukur dengan elektronik, ke suhu. Sebaliknya, termometer konvensional untuk suhu sub-Kelvin didasarkan pada hambatan listrik. Mereka membutuhkan kabel yang dirutekan ke elektronik suhu kamar, menambah kerumitan dan berpotensi menyebabkan pemanasan dan gangguan.

Termometer baru mengukur suhu dalam waktu sekitar 5 milidetik — jauh lebih cepat daripada kebanyakan termometer resistif konvensional sekitar sepersepuluh detik. Termometer juga mudah dibuat hanya dalam satu langkah proses. Mereka dapat diproduksi secara massal, dengan lebih dari 1.200 pemasangan pada wafer silikon 3" (sekitar 75 milimeter).