[发明专利]一种用于超导转变边缘探测器阵列读出的时分复用SQUID放大器及其制备工艺

权利要求书

1.一种用于超导转变边缘探测器阵列读出的时分复用SQUID放大器，其特征在于，由超导开关选择和控制每个超导转变边缘探测器的信号读出，每个超导转变边缘探测器的信号读出系统由两级SQUID放大器组成，所述超导开关以及两级SQUID放大器的第一级和第二级均是由SQUID串联组成的阵列，所述超导开关以及两级SQUID放大器中，SQUID环路与输入线圈、反馈线圈的耦合方式均采用上下重叠耦合方式，所述SQUID环路采用并联电感的方式增大与输入线圈和反馈线圈的耦合面积。

2.根据权利要求1所述用于超导转变边缘探测器阵列读出的时分复用SQUID放大器，其特征在于，所述超导开关中串联SQUID的数目为10～100，所述两级SQUID放大器的第一级中串联SQUID的数目为1～10个，第二级中串联SQUID的数目为10～100个。

3.根据权利要求1所述用于超导转变边缘探测器阵列读出的时分复用SQUID放大器，其特征在于，所述超导开关与两级SQUID放大器中的第一级SQUID并联，第一级SQUID中的信号通过线圈耦合到第二级SQUID。

4.根据权利要求1所述用于超导转变边缘探测器阵列读出的时分复用SQUID放大器，其特征在于，所述SQUID环路为二阶梯度SQUID。

5.权利要求1所述用于超导转变边缘探测器阵列读出的时分复用SQUID放大器的制备工艺，包括以下步骤：

步骤一、在晶向硅片正面生长SiO₂薄膜；

步骤二、在步骤一中得到的样品正面制备Nb/AlO_x/Nb三层膜，然后进行第一次光刻，并刻蚀上层Nb膜和AlO_x膜，得到约瑟夫森结区图形；

步骤三、在步骤二中得到的样品正面，在下层Nb膜上进行第二次光刻，并刻蚀下层Nb膜，得到SQUID环路图形；

步骤四、在步骤三中得到的样品正面生长SiO₂薄膜，然后进行第三次光刻，并刻蚀SiO₂薄膜，得到Nb线层与下层Nb膜的通孔连接图形；

步骤五、在步骤四中得到样品正面沉积Nb薄膜，然后进行第四次光刻，并刻蚀Nb膜，得到输入线圈、反馈线圈以及连接图形；

步骤六、在步骤五中得到的样品正面，进行第五次光刻，然后制备Au薄膜作为电阻层，并剥离得到Au电阻图形。

6.根据权利要求5所述用于超导转变边缘探测器阵列读出的时分复用SQUID放大器的制备工艺，其特征在于，步骤一中所述SiO₂薄膜厚度为100～1000nm；步骤二中所述Nb/AlO_x/Nb三层膜中上层Nb膜的厚度为200～400nm，AlO_x膜的厚度为5～15nm，下层Nb膜的厚度为100～200nm；步骤四中所述SiO₂薄膜厚度为200～400nm；步骤五中所述Nb薄膜厚度为300～600nm；步骤六中所述Au薄膜厚度为500～1000nm。

7.根据权利要求5或6所述用于超导转变边缘探测器阵列读出的时分复用SQUID放大器的制备工艺，其特征在于，所述步骤一中使用热氧化法生长SiO₂薄膜，所述步骤二中采用磁控溅射法制备Nb/AlO_x/Nb三层膜；所述步骤四中采用磁控溅射法生长SiO₂薄膜；所述步骤五中磁控溅射法沉积Nb薄膜；所述步骤六中采用磁控溅射法制备Au薄膜。