NIST科學家開發微型超導溫度計 用於監測超低溫環境

據外媒New Atlas報道,超導體和量子計算機等一些先進的電子設備目前只能在極低的溫度下工作。現在,美國國家標准與技術研究院(NIST)的工程師們已經開發出了一種微小的低溫溫度計,可以在不占用太多空間的情況下監視這些敏感儀器。

NIST科學家開發微型超導溫度計  用於監測超低溫環境

大多數電子設備都能處理溫度的輕微變化,但對於那些需要低溫才能工作的電子設備來說,微小的溫度差異就足以讓它們失靈。監測溫度是至關重要的,但足夠靈敏的溫度計可能會很笨重,影響設備本身。

新款溫度計的尺寸僅為2.5 x 1.15毫米(0.1 x 0.05英寸),而且價格低廉,非常適合整齊地嵌入或附着在芯片和其他電子產品上。該溫度計可以測量冷到50毫開爾文(零下273.1 °C)的溫度。

NIST科學家開發微型超導溫度計  用於監測超低溫環境

該設備的工作原理是利用一種與其他溫度計完全不同的物理機制,後者通常測量電阻的變化。新的溫度計是由一個塗有二氧化硅的超導鈮諧振器組成。眾所周知,諧振器自然振動的頻率會隨着溫度的變化而變化,因此溫度計可以測量這些變化並確定溫度。

該團隊表示,新的溫度計不需要額外的電子元件,使其保持小巧,易於集成到它所監測的系統中。另外,它可以在短短五毫秒內進行測量,比電阻式溫度計快數百倍。

「該溫度計允許研究人員以極低的成本測量其測試封裝中的各種組件的溫度,並且無需引入大量額外的電氣連接,」該研究的領導者Joel Ullom說。「這有可能使從事量子計算或在廣泛領域使用低溫傳感器的研究人員受益。」

該研究發表在《應用物理快報》雜志上。

來源:cnBeta