Current Sensitivity Enhancement of a Quasi-One-Junction SQUID Comparator as an Input Circuit of SFQ Readout Circuit for a Superconducting Detector
Current Sensitivity Enhancement of a Quasi-One-Junction SQUID Comparator as an Input Circuit of SFQ Readout Circuit for a Superconducting Detector
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准单结 SQUID 比较器作为超导探测器 SFQ 读出电路输入电路的电流灵敏度增强
DOI：
10.1007/s10909-014-1119-3
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发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
A. Fujimaki
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
S. Miyajima;K. Ito;Y. Kita;T. Ishida;A. Fujimaki
在4.2 K温度下，我们评估了带有输入Transformer的准单结SQUID（QOS）比较器的电流灵敏度。一种基于QOS的比较器，由三个Nb/AlO/NbJosephson结构成，检测超导探测器的输出信号，由于超导探测器的输出电流与超导体的输出电流相差很大，因此对提高QOS比较器的电流灵敏度提出了很高的要求通常保持在几A的量级。我们使用AIST标准工艺2制造了具有输入Transformer的QOS比较器，其中约瑟夫森结的临界电流密度被选择为高达2.5 kA/cm。设计了输入Transformer，在200 m × 200 m、匝比为20：1的条件下提高了电流灵敏度。因此，我们成功地减少了比较器的灰色区域宽度，并在4.2 K的低频范围内实现了400 nA的电流灵敏度。
We evaluated the current sensitivity of a quasi-one-junction SQUID (QOS) comparator with an input transformer at 4.2 K. A comparator based on a QOS is promising for constructing the single flux quantum (SFQ) readout circuits of an array system of multiple superconducting detectors.The QOS comparator is made of three Nb/AlO/Nb Josephson junctions, senses an output signal of a superconductor detector, and generates the SFQ pulses.There are strong demands for enhancing the current sensitivity of the QOS comparator because an output current from superconducting detector typically remains at the magnitude of a fewA. We fabricated the QOS comparator with an input transformer using AIST Standard Process 2, where the critical current density of the Josephson junctions is chosen as high as 2.5 kA/cm. We designed the input transformer to enhance the current sensitivity under the conditions of 200m200m in size and 20:1 in turn ratio. Consequently, we succeeded in reducing a gray zone width of the comparator, and achieved the current sensitivity of 400 nA at 4.2 K in the low frequency range.
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