KIP-Veröffentlichungen

In der vorliegenden Arbeit wird die Entwicklung eines Mikrowellen-SQUID-Multiplexers zur Auslesung metallischer magnetischer Kalorimeter beschrieben. Ein Mikrowellen-SQUID-Multiplexer besteht aus nicht-hysteretischen rf-SQUIDs, die induktiv an supraleitende Resonanzkreise mit eindeutiger Resonanzfrequenz gekoppelt sind. Eine durch ein Detektorsignal verursachte Änderung des magnetischen Flusses in einem der SQUIDs führt zu einer Änderung der effektiven Induktivität des zugehörigen Resonators. Die damit verbundene Änderung der Resonanzfrequenz kann durch eine Messung der Phase oder der Amplitude des Resonators ausgelesen werden. Durch kapazitive Kopplung aller Resonatoren an eine gemeinsame Durchgangsleitung wird eine simultane Anregung und Auslesung aller Resonatoren ermöglicht. Der entwickelte Multiplexer wurde mit Hilfe von Simulationsrechnungen sowie experimentell bestimmten Größen entworfen. Hierzu wurden die erreichbaren Güten sowie relevante Parameter zur Vorhersage der Resonanzfrequenz der Resonatoren durch temperatur- und leistungsabhängige Messungen an koplanaren lambda/4-Resonatoren aus Niob bestimmt. Ferner wurde ein Herstellungsprozess für Josephson-Kontakte entwickelt. Die hohe Qualität der hergestellten Tunnelkontakte konnte durch Messungen von Strom-Spannungs-Kennlinien gezeigt werden. Der Vergleich der gemessenen Eigenschaften des hergestellten Multiplexers mit den Designwerten hat ergeben, dass zukünftig Energiesensitivitäten von epsilon < 100 h erreichbar sind und somit die Anforderungen für die Auslesung hochauflösender Detektoren erfüllt werden können