KIP-Veröffentlichungen

Eine mögliche Ursache für das häufig beobachtete niederfrequente magnetische Zusatzrauschen in supraleitenden Quanteninterferenz-Detektoren (SQUIDs) sind Fluktuationen magnetischer Momente. Solche magnetischen Momente können entweder an der Oberfläche beispielsweise in Form von Adsorbaten oder Oberflächendefekten oder im Inneren des Supraleiters sitzen. In diesem Kontext wurde in dieser Arbeit der Einfluss einer Wasserstoff-Beladung der SQUID-Schleifen auf die Eigenschaften von dc-SQUIDs insbesondere im Hinblick auf das niederfrequente magnetische Flussrauschen untersucht. Hierzu wurden vier 16-SQUID-Serien-Arrays während des Produktionsprozesses gezielt mit Wasserstoff beladen. Die charakteristischen Werte der SQUIDs sowie die aufgenommenen Rauschspektren wurden mit den Werten bzw. Spektren von vier unbeladenen 16-SQUID-Serien-Arrays desselben Wafers verglichen. Es wurden insgesamt 32 Rauschspektren bei Temperaturen unter 1K aufgenommen und die daraus folgenden Exponenten α des niederfrequenten Rauschens sowie die Amplituden der spektralen Leistungsdichte S_Φ,1/f(1Hz) und die Energiesensitivitäten ε_Φ,1/f(1Hz) des niederfrequenten Rauschens untersucht. Es zeigte sich ein Hinweis darauf, dass potentiell mit Wasserstoff beladene SQUIDs höhere Rauschamplituden und Rauschexponenten besitzen. Des Weiteren wurde ein Kreuzkorrelationsaufbau charakterisiert, der es ermöglicht, das intrinsische Flussrauschen von dc-SQUIDs direkt zu messen.

Spin fluctuations are a possible origin of the commonly observed magnetic excess flux noise in superconducting quantum interference devices (SQUIDs). These spins are believed to be located either at the surface of the superconductor, e.g. in form of adsorbates or as surface defects, or to be located inside the bulk superconductor. Within this context, the influence of hydrogen within the SQUID washer on the properties of the dc-SQUID especially the low-frequency magnetic flux noise was investigated. For this, four 16-SQUID-arrays were loaded with hydrogen during the fabrication process. The characteristic SQUID values and noise spectra were compared with four unloaded 16-SQUID-arrays of the same wafer. Overall, 32 noise spectra were recorded at temperatures below 1K and the exponent α of the low-frequency magnetic flux noise, the amplitude of the power spectral density S_Φ,1/f(1Hz) and the energy sensitivity  ε_Φ,1/f(1Hz) of the low-frequency magnetic flux noise were analyzed. The measurements indicate that SQUIDs with potential hydrogen loading have slightly higher noise amplitudes and noise exponents compared to unloaded SQUIDs. Furthermore, a cross-correlation setup was characterised which provides the possibility to measure the intrinsic noise of a sample SQUID directly in the future.