Отслеживает ультрахолодные температуры этот крошечный сверхпроводящий термометр

Некоторые современные электронные устройства, такие как сверхпроводники и квантовые компьютеры, в настоящее время могут работать только при очень низких температурах. Теперь инженеры Национального института стандартов и технологий (NIST) разработали крошечный криогенный термометр, который может следить за температурой этих чувствительных приборов, не занимая много места.

Большая часть электроники может справиться с небольшими изменениями температуры, но для тех, которым для работы требуются криогенные температуры, долей градуса может быть достаточно, чтобы вывести машину из строя. Контроль температуры имеет решающее значение, но достаточно чувствительные термометры могут быть громоздкими и повредить само устройство.

О новом термометре

Новый термометр имеет размеры всего 2,5 x 1,15 мм (0,1 x 0,05 дюйма) и стоит недорого, что делает его идеальным для аккуратного встраивания или прикрепления к микросхемам и другой электронике. Термометр может измерять температуру до 50 милкельвинов (-273,1 ° C, -459,58 ° F), что слегка выше абсолютного нуля, самой низкой из возможных температур.

Устройство работает, используя совершенно другой физический механизм по сравнению с другими термометрами, которые обычно измеряют изменения электрического сопротивления. Новый термометр состоит из сверхпроводящего ниобиевого резонатора, покрытого диоксидом кремния. Частота естественной вибрации резонатора зависит от температуры, поэтому термометр может ощущать эти изменения и определять её.

Главное преимущество нового термометра

Команда говорит, что новый термометр не требует дополнительных электронных компонентов, он остается небольшим и легко интегрируется в системы. Кроме того, он может производить измерения всего за пять миллисекунд, что в сотни раз быстрее, чем резистивные термометры.

«Термометр позволяет исследователям измерять температуру широкого диапазона компонентов в их испытательных пакетах с очень небольшими затратами и без введения большого количества дополнительных электрических соединений», - говорит Джоэл Уллом, руководитель исследования. «Это может принести пользу исследователям, работающим в области квантовых вычислений или использующим низкотемпературные датчики в широком диапазоне областей».