Fabrication and characterization of a quantum voltage noise source chip for a johnson noise thermometer

约翰逊噪声温度计(JNT)通过在未知温度下的约翰逊噪声电阻的互相关测量来确定热力学温度。在量子电压校准的JNT系统中，需要一个超导量子电压噪声源(QVNS)来产生人工伪随机噪声来校准互相关电子器件的增益。本文介绍了QVNS芯片的设计、制造和表征。与之前的设计相比，实现了一种新的直接的镜像对称布局。对于这种布局，共面波导(CPWs)具有相同的长度和传输参数。在双极模式发生器的相同输出设置下，相等的脉冲大小被传递到每个约瑟夫森结阵列。由于量子锁定范围的扩大，改进的QVNS芯片得到了增强。在本设计中，采用了一种铜箔屏蔽封装来消除串扰。本文首次对有屏蔽和不有屏蔽的两个约瑟夫森结(JJ)阵列进行了光谱比较。对比结果表明，该屏蔽效果是有效的。上述改进使我们能够合成具有良好光谱结果的单声波形和多声波形，从而使芯片满足了基于QVNS的JNT系统对温度测量的要求。