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Design,fabrication,and characterization of Ti/Au transition-edge sensor with different dimensions of suspended beams

引用

Chinese Physics B 2021年第11期30卷 551-557页

作者： Hong-Jun Zhang Ji Wen Zhao-Hong Mo Hong-Rui Liu Xiao-Dong Wang Zhong-Hua Xiong Jin-Wen Zhang Mao-Bing Shuai Institute of Materials China Academy of Engineering PhysicsMianyang 621000China Institute of Microelectronics Peking UniversityBeijing 100871China National Key Laboratory of Micro/Nano Fabrication Technology Institute of MicroelectronicsPeking UniversityBeijing 100871China

For photon detection, superconducting transition-edge sensor(TES) micro-calorimeters are excellent energy-resolving devices. In this study, we report our recent work in developing Ti-/Au-based TES. The Ti/Au TES devices were designed and implemented with a thickness ratio of 1:1 and different suspended structures using micromachining technology. The characteristics were evaluated and analyzed, including surface morphology, 3 D deformation of suspended Ti/Au TES device structure, I–V characteristics, and low-temperature superconductivity. The results showed that the surface of Ti/Au has good homogeneity and the surface roughness of Ti/Au is significantly increased compared with the substrate. The structure of Ti/Au bilayer film significantly affects the deformation of suspended devices, but the deformation does not affect the I–V characteristics of the devices. For devices with the Ti/Au bilayer(150 μm × 150 μm) and beams(100 μm × 25 μm), the transition temperature(T;) is 253 m K with a width of 6 m K, and the value of the temperature sensitivity α is 95.1.

关键词： transition-edge sensor Ti/Au superconductivity film microfabrication deformation of suspended structure

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