一种可实现宽波段能量探测的TES探测器制造技术

本申请涉及一种可实现宽波段能量探测的TES探测器，包括：热沉；TES主体，设置在热沉的中心；导热薄膜，覆盖在TES主体上，具有两个以上的分支；TES主体的正上方通过环氧树脂将厚度为H6的厚块状超导体材料的主吸收体直接粘结在表面，主吸收体E朝向TES主体的正投影能够遮盖整个TES主体；还包括多个不同规格的吸收体中的一种或多种。本发明专利技术的有益效果是：能够兼容多种波段，扩大了TES探测器的适用范围。扩大了TES探测器的适用范围。扩大了TES探测器的适用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种可实现宽波段能量探测的TES探测器


[0001]本申请属于超导转变边沿探测器
，尤其是涉及一种可实现宽波段能量探测的TES探测器。

技术介绍

[0002]超导转变边沿探测器(Transition
‑
Edge Sensor，TES)是一类极其灵敏的低温超导探测器，利用超导相变过程中薄膜电阻对温度的高灵敏关系来探测入射光子能量。TES探测器既有高于半导体近两个量级的能量分辨率，又拥有比光栅更宽的能量响应范围和更高的探测效率，且能够通过复用读出方式实现阵列化，获得较大的探测面积，为近十年来空间X射线天文重点发展方向。基于TES超高的能量分辨率，TES探测器已应用于材料科学研究、核素精细结构测量和核安全检测中，并成为未来大型空间X射线卫星(如欧洲ATHENA、日本SuperDIOS和中国HUBS)的核心探测器。将X射线TES器件集成到材料元素表征仪器中，将为材料表征、线宽表征水平的提升提供支持，促进材料、纳米科学和精密测量领域的科学技术进步，为正在建立和规划的先进光源、空间探测等前沿研究提供计量服务。
[0003]通过组合不同类型光子吸收体，TES探测器(含吸收体)可以实现从毫米波至X/γ宽波段范围的探测。TES的应用领域涵盖了微波、太赫兹、红外、可见光、X射线、γ射线等电磁波谱段。尤其是在X射线领域，目前TES已经可以实现<2eV@5.9keV的能量分辨水平。大多数领域应用的是高度集成的TES探测器阵列。
[0004]目前，现有技术中的TES探测器适用的波段比较窄，带来诸多不便。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：为解决现有技术中TES探测器适用的波段比较窄的不足，从而提供一种可实现宽波段能量探测的TES探测器。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007]一种可实现宽波段能量探测的TES探测器，包括：
[0008]热沉；
[0009]TES主体，设置在所述热沉的中心；
[0010]导热薄膜，覆盖在所述TES主体上，具有两个以上的分支；
[0011]所述TES主体的正上方通过环氧树脂将厚度为H6的厚块状超导体材料的主吸收体直接粘结在表面，所述主吸收体E朝向所述TES主体的正投影能够遮盖整个所述TES主体；
[0012]还包括以下吸收体中的一种或多种：
[0013]第一吸收体，所述第一吸收体通过磁控溅射或电镀H1厚度的第一导热材料在第一分支上形成；
[0014]第二吸收体，所述第二吸收体通过磁控溅射或电镀H2厚度的第一导热材料在第二分支上形成；
[0015]第三吸收体，所述第三吸收体通过磁控溅射或电镀H3厚度的第一导热材料+H4厚度
的第二导热材料在第三分支上形成；
[0016]第四吸收体，为厚度为H5的厚块状超导体材料，通过环氧树脂粘结在第四分支上。
[0017]优选地，本专利技术的可实现宽波段能量探测的TES探测器，所述厚块状超导体材料为Sn、Ta、Pb或In。
[0018]优选地，本专利技术的可实现宽波段能量探测的TES探测器，所述第一导热材料为高原子序数金属，所述第二导热材料为高原子序数半金属。
[0019]优选地，本专利技术的可实现宽波段能量探测的TES探测器，所述高原子序数金属为Au，所述高原子序数半金属为Bi。
[0020]优选地，本专利技术的可实现宽波段能量探测的TES探测器，第一吸收体、第二吸收体、第三吸收体、第四吸收体环绕所述TES主体的四周均匀布置。
[0021]优选地，本专利技术的可实现宽波段能量探测的TES探测器，H1为300～700nm，H2为1～3μm，H3为1～3μm，H4为5～100μm，H5为100～400μm，H6为500～2000μm。
[0022]优选地，本专利技术的可实现宽波段能量探测的TES探测器，所述TES主体的加工方法为：先光刻出TES图形，通过蒸镀或磁控溅射沉积一定厚度Ti或Mo薄膜，之后继续沉积一定厚度Au或Cu薄膜，组成双层薄膜。
[0023]优选地，本专利技术的可实现宽波段能量探测的TES探测器，所述导热薄膜为Au或环氧树脂。
[0024]优选地，本专利技术的可实现宽波段能量探测的TES探测器，第一吸收体、第二吸收体、第三吸收体、第四吸收体以及主吸收体E均为方形块状。
[0025]优选地，本专利技术的可实现宽波段能量探测的TES探测器，
[0026]第一吸收体能够吸收的能量在1keV以下；
[0027]第二吸收体能够吸收的能量在10keV以下；
[0028]第三吸收体能够吸收的能量在100keV以下；
[0029]第四吸收体能够吸收的能量在500keV以下；
[0030]主吸收体能够吸收的能量在500keV以上。
[0031]本专利技术的有益效果是：能够兼容多种波段，扩大了TES探测器的适用范围。
附图说明
[0032]下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。
[0033]图1是本申请实施例的可实现宽波段能量探测的TES探测器结构俯视图；
[0034]图2是图1的A
‑
A剖视图；
[0035]图3是图1的B
‑
B剖视图。
[0036]图中的附图标记为：
[0037]第一吸收体A；
[0038]第二吸收体B；
[0039]第三吸收体C；
[0040]第四吸收体D；
[0041]主吸收体E。
具体实施方式
[0042]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0043]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0044]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。本实施例中如涉及X、Y、Z方向或X、Y、Z轴，则均是基于笛卡尔坐标系。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可实现宽波段能量探测的TES探测器，其特征在于，包括：热沉；TES主体，设置在所述热沉的中心；导热薄膜，覆盖在所述TES主体上，具有两个以上的分支；所述TES主体的正上方通过环氧树脂将厚度为H6的厚块状超导体材料的主吸收体(E)直接粘结在表面，所述主吸收体E朝向所述TES主体的正投影能够遮盖整个所述TES主体；还包括以下吸收体中的一种或多种：第一吸收体(A)，所述第一吸收体(A)通过磁控溅射或电镀H1厚度的第一导热材料在第一分支上形成；第二吸收体(B)，所述第二吸收体(B)通过磁控溅射或电镀H2厚度的第一导热材料在第二分支上形成；第三吸收体(C)，所述第三吸收体(C)通过磁控溅射或电镀H3厚度的第一导热材料+H4厚度的第二导热材料在第三分支上形成；第四吸收体(D)，为厚度为H5的厚块状超导体材料，通过环氧树脂粘结在第四分支上。2.根据权利要求1所述的可实现宽波段能量探测的TES探测器，其特征在于，所述厚块状超导体材料为Sn、Ta、Pb或In。3.根据权利要求1所述的可实现宽波段能量探测的TES探测器，其特征在于，所述第一导热材料为高原子序数金属，所述第二导热材料为高原子序数半金属。4.根据权利要求3所述的可实现宽波段能量探测的TES探测器，其特征在于，所述高原子序数金属为Au，所述高原子序数半金属为Bi。5.根据权利要求1
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4任一项所述的可实现宽波段能量探测的TES探测器，其特征在于，第一吸收体(A)、第二吸收体(B)、第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建，王雪深，李万，胡家昊，李劲劲，徐骁龙，
申请(专利权)人：中国计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：