KIP-Veröffentlichungen

In der vorliegenden Arbeit wurden zwei verschiedene Sensorgeometrien für den Einsatz in magnetischen Eindringtiefenthermometern (MPTs) untersucht. MPTs sind Tieftemperaturthermometer mit supraleitenden Temperatursensoren. Sie detektieren Temperaturerhöhungen mithilfe der temperaturabhängigen Änderung der Eindringtiefe in einem schwachen äußeren Magnetfeld. Es wurden zwei verschiedene Sensorgeometrien des Materials Titan getestet. Hierfür wurde ein Mikrochip designt und hergestellt, der eine Wheatstone-Brücke zur Signalerzeugung nutzt. Auf zwei der vier supraleitenden Mäander ist eine Sensorgeometrie aus Titan aufgebracht, die unterhalb der Sprungtemperatur des Titan die Induktivität der darunterliegenden Spule temperaturabhängig variiert. Die Strukturen aus Titan sind streifen- oder kreisförmig und liegen auf jeweils einer Mäanderbahn zentral auf, sodass ein symmetrischer Überhang nach links und rechts entsteht. Die erzeugte Induktivitätsänderung kann mittels SQUIDs ausgelesen werden. Die Wheatstone-Brücke wurde mit Wechselund Gleichströmen mit Amplituden zwischen 0.5 und 12mA bei Temperaturen zwischen 10 und 500mK betrieben. In diesem Temperaturintervall wurde eine hohe Änderung der Induktivität mit der Temperatur beobachtet. Die Messung bei verschiedenen Anregeströmen zeigte Vorteile einer Streifengeometrie gegenüber einer Kreisgeometrie in Bezug auf Signalhöhe und nichtlineare Effekte.

This thesis investigates two different sensor geometries for the operation of magnetic penetration depth thermometers (MPTs). MPTs are low temperature thermometers with superconducting temperature sensors. They detect an increase in temperature by measuring the temperature dependent variation of the magnetic penetration depth in an external magnetic field. Two different sensor geometries of titanium have been investigated. For this purpose, a microchip using a wheatstonelike bridge for the signal generation has been designed and fabricated. On two of the four superconducting meanders, a sensor geometry of titanium has been deposited, which varies the inductance of the underlying coil dependent on temperature, when the temperature drops below titaniums transition temperature. The titanium structures are stripes or circles lying centrally on one single meander loop and creating a symmetric overhang to the left and the right. The inductance variation can be read out using SQUIDs. The wheatstone-like bridge was driven by alternating and direct currents with amplitudes between 0.5 and 12mA and at temperatures between 10 and 500 mK. Within this temperature interval a high variation of the inductance with temperature was observed. Measurements with different driving currents showed advantages of a geometry with stripes over a geometry with circles regarding signal height and nonlinear effects.