Superconducting spectrometers a new detection scheme

Resumen

Un modelo para describir el estado de no-equilibrio en Uniones Superconductoras por efecto Túnel (STJ) es presentado y utilizado para simular la respuesta de STJ realizados con diferentes materiales superconductores; Nb, Ta y Al. Las STJ realizadas con Al producen una señal en carga un orden de magnitud mayor que las realizadas con Ta y Nb a paridad de transparencia de la barrera túnel. La evolución temporal de las poblaciones de quasi-partículas y fonones en el estado de no-equilibrio muestra los diferentes tiempos de respuesta de estos tres materiales. Se presenta el proceso de fabricación de STJ realizadas con Al. La caracterización estructural mediante técnicas de difracción de rayos X y la caracterización Corriente-Tensión de estas uniones a bajas temperaturas (T=260mK) evidencian la consecución del objetivo de fabricar uniones de alta calidad como detectores de rayos X. Esto ha quedado evidenciado en los resultados de las medidas a T=260mK realizadas con una fuente radioactiva de rayos X (E=6keV). Dichas uniones han sido fabricadas sobre substratos de zafiro con y sin una película de SiO entre el zafiro y la unión. Los espectros obtenidos muestran la capacidad de SiO para desacoplar desde el punto de vista fonónico el substrato y la unión superconductora. Finalmente se presenta un nuevo esquema de detección basado en una STJ acoplada por medio de un condensador a una unión túnel Josephson. La propuesta, simulaciones y posteriores experimentos revelan la capacidad de este nuevo detector (Detector Dual) para proporcionar contemporáneamente el espectro de energía con una alta resolución y una discriminación temporal ultra-rápida de los eventos (rayos X) producidos en dicho detector. Las simulaciones y posteriormente los experimentos bajo rayos X muestran la posibilidad de proporcionar el tiempo de vuelo y la energía construyendo el espectro del espectro de vuelo. Esta dualidad basada en los dos detectores c