論文の概要: Characterization of Silicon-Membrane TES Microcalorimeters for Large-Format X-ray Spectrometers with Integrated Microwave SQUID Readout

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.09629v1
• Date: Wed, 14 Jan 2026 17:01:34 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-15 18:59:20.478885
• Title: Characterization of Silicon-Membrane TES Microcalorimeters for Large-Format X-ray Spectrometers with Integrated Microwave SQUID Readout
• Title（参考訳）: 集積マイクロ波SQUID読取による大型X線分光器用シリコン-膜TESマイクロカロリメータの特性評価
• Authors: Avirup Roy, Robinjeet Singh, Joel C. Weber, W. B. Doriese, Johnathon Gard, Mark W. Keller, John A. B. Mates, Kelsey M. Morgan, Nathan J. Ortiz, Daniel S. Swetz, Daniel R. Schmidt, Joel N. Ullom, Evan P. Jahrman, Thomas C. Allison, Sasawat Jamnuch, John Vinson, Charles J. Titus, Cherno Jaye, Daniel A. Fischer, Galen C. O'Neil,
• Abstract要約: シリコン窒化物イオン絶縁体(SOI)ウェハを用いて作製したSi膜上に懸濁した遷移端センサ(TES)検出器の電気・熱的特性について述べる。 集積化と焦点面面積の効率的な利用との互換性は、効率的な軟X線分光計への道を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We present the electro-thermal characterization of transition-edge sensor (TES) detectors suspended on Si membranes fabricated using a silicon-on-insulator (SOI) wafer. The use of an all-silicon fabrication platform, in contrast to the more commonly used silicon nitride membranes, is compatible with monolithic fabrication of integrated TES and SQUID circuits. The all-silicon architecture additionally allows efficient use of focal plane area; the readout circuitry may be positioned out of the focal plane by bending a thinned portion of the chip. Compatibility with integrated fabrication and efficient use of focal plane area provide a path to an efficient soft X-ray spectrometer. This work is motivated by our goal to develop a 10,000-pixel TES spectrometer to overcome critical measurement limitations in catalysis research. The characterization of fragile, carbon-based intermediates via techniques like Resonant Inelastic X-ray Scattering (RIXS) is often precluded by the slow, high-flux nature of existing technologies. The new instrument will allow for fast RIXS measurements to be made without causing sample damage. We verify the detector models and measure the energy resolution using a pulsed optical laser, demonstrating the viability of this approach for the final instrument to be deployed at the National Synchrotron Light Source II (NSLS-II).
• Abstract（参考訳）: シリコンオン絶縁体(SOI)ウェハを用いて作製したSi膜上に懸濁した遷移端センサ(TES)検出器の電気・熱的特性について述べる。 一般的な窒化ケイ素膜とは対照的に、全シリコン製造プラットフォームの使用は、TESおよびSQUID集積回路のモノリシック製造と互換性がある。 また、全シリコンアーキテクチャにより、焦点面領域の効率的な利用が可能となり、チップの薄部を曲げることで、読み出し回路を焦点面から外すことができる。 集積化と焦点面面積の効率的な利用との互換性は、効率的な軟X線分光計への道を提供する。 この研究は触媒研究において重要な測定限界を克服する1万画素のTES分光器を開発することを目的としている。 共鳴非弾性X線散乱(RIXS)のような技術による脆弱な炭素系中間体のキャラクタリゼーションは、しばしば既存の技術の遅くて高流動な性質によって妨げられる。 この新しい機器は、サンプルの損傷を発生させることなく、高速なRIXS測定を可能にする。 我々は、検出器モデルを確認し、パルス光レーザーを用いてエネルギー分解能を測定し、National Synchrotron Light Source II (NSLS-II) に展開する最終装置のこのアプローチの可能性を実証した。

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