用于高分辨率 X 射线发射谱的带顺磁温度传感与集成 dc-SQUID 读出的磁微热量计

我们展示了两种带顺磁温度传感与集成 dc-SQUID 读出的磁微热量计变体,用于高分辨率 X 射线发射谱。每种变体采用两个悬垂金吸收体,敏感区域为 150$\mu$m x 150$\mu$m、厚度 3$\mu$m,从而对高达 5keV 的光子提供 98% 的量子效率,对高达 10keV 的光子提供 50% 的量子效率。第一变体被证实可完全工作,但同时受限于 Josephson 结分流电阻的焦耳功率耗散、非热声子损失以及整体装置的压摆率限制,总体仅达到能量分辨率 $\Delta E_\mathrm{FWHM} = 8.9eV$。在第二变体中,我们引入了创新的“四足吸收体几何”以及用于保护温度传感免受分流电阻功耗影响的薄膜技术。由此,第二变体取得了 $\Delta E_\mathrm{FWHM} =1.25(18)eV$ 的卓越能量分辨率,据我们所知,其提供了现有所有软及中等硬度 X 射线能量色散探测器中最佳的能量分辨本领 $E/\Delta E_\mathrm{FWHM}$。