search query: @keyword BOT / total: 3
reference: 2 / 3
« previous | next »
Author:Korhonen, Laura
Title:Development of a fully superconducting Bloch oscillating transistor
Täysin suprajohtavan Bloch-oskilloivan transistorin kehittäminen
Publication type:Master's thesis
Publication year:2009
Pages:59      Language:   eng
Department/School:Informaatio- ja luonnontieteiden tiedekunta
Degree programme:Teknillisen fysiikan ja matematiikan tutkinto-ohjelma
Main subject:Materiaalifysiikka   (Tfy-44)
Supervisor:Nieminen, Risto
Instructor:Hakonen, Pertti
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark TF80     | Archive
Keywords:mesoscopic physics
Josephson junction
Bloch oscillations
Coulomb blockade
P(E)-theory
gain
BOT
SIS
NIS
mesoskooppinen fysiikka
Josephsonin liitos
Blosh-oskillaatiot
Coulombian saareke
P(E)-teoria
vahvistus
BOT
SIS
NIS
Abstract (eng): Mesoscopic Josephson junctions are the basis of the Bloch oscillating transistor (BOT).
It is a mesoscopic three-terminal amplifier that converts a current of single electrons into a notably larger supercurrent of Cooper pairs.
It consists of three tunnel junctions, one is normal metal - insulator - superconductor (NIS) junction in the base terminal, and the other two are Josephson junctions in a SQUID-like structure in the emitter terminal.
The collector terminal is formed by a thin-film chromium resistor.
The implementation of BOT is carried out by electron beam lithography.
We have changed the base NIS junction to a superconductor - insulator - superconductor (SIS) junction to simplify the evaporation process.
One application of BOT is modern quantum metrology where amplification of small currents is required.
This application also sets a demand for the input noise of BOT, 1 fA/pHz at 1 Hz.
The IV characteristics of BOT can be modelled by means of P(E)-theory, and we simulated the two samples presented in this work.
In the experimental IV characteristics, we discovered a new feature, a two-step peak, whereas P(E)-theory only gives one peak.
We believe the second peak is related to supercurrent passing through the emitter and base Josephson junctions.
In the experiments, the highest current gain was found to be 33 reached in the limit of hysteretic behaviour, which could create instability problems in applications.
At the operation point, the noise of BOT was 1/f2-type.
The lowest input referred current noise was 3 fA/pHz at 95 Hz, which predicts more than ten times higher noise than the maximum allowed 1 fA/pHz at 1 Hz.
The noise temperature was 0.26 K at 95 Hz.
The SIS base BOT did not meet the requirements of metrology, which makes the NIS base BOT still the better candidate.
Abstract (fin): Bloch-oskilloivan transistorin (BOT) toiminta perustuu mesoskooppisiin Josephsonin liitoksiin.
BOT on mesoskooppinen vahvistin, jolla on kolme terminaalia ja joka muuntaa yksittäisten elektronien virran huomattavasti suuremmaksi Cooperin panen kuljettamaksi supravirraksi.
BOT koostuu kolmesta tunnelirajapintaliitoksesta, joista yksi on metalli - eriste - suprajohde (NIS) -liitos kantaterminaalissa ja kaksi Josephsonin liitosta SQUID:n kaltaisessa rakenteessa emitteriterminaalissa.
Kollektoriterminaalin muodostaa ohutkalvokromivastus.

B0T valmistetaan elekronisuihkulitografian keinoin.
Tässä työssä kannan liitos vaihdettiin suprajohde - eriste - suprajohde (SIS) -liitokseksi höyrystämisprosessin yksinkertaistamiseksi.
Eräs laitteen käyttömahdollisuuksista on moderni kvanttimetrologia, jossa tarvitaan pienten virtojen vahvistusta.
Tämä sovellus asettaa myös vaatimuksen BOT:n sisäänmenoon referoidulle virtakohinalle: 1 fA / sqrt(Hz) 1 Hz:n taajuudella.

BOT:n IV-käyriä voidaan mallintaa P(E)-teorian avulla, ja tässä työssä käsiteltäviä kahta näytettä myös simuloitiin.
Kokeellisissa IV-käyrissä havaittiin uusi piirre, kaksiportainen piikki, kun taas P(E)-teoria ennustaa vain yhden piikin.
Toisen näistä piikeistä voi aiheuttaa supravirran kulkeminen emitterin ja kannan Josephsonin liitosten läpi.
Suurin mitattu virtavahvistus oli 33, joka saavutettiin hystereettisen käytöksen rajalla, mikä voi aiheuttaa epävakaisuusongelmia sovelluksissa.
Toimintapisteessä laitteen kohina oli 1/f2-tyyppistä.
Matalin sisäänmenoon referoitu kohinataso oli 3 fA / sqrt(Hz), mikä tarkoittaa enemmän kuin kymmentä kertaa suurempaa kohinaa 1 Hz:n taajuudella kuin suurin sallittu 1 fA / sqrt(Hz).
Kohinalämpötila oli 0.26 K 95 Hz:n taajuudella.
SIS-kantainen BOT ei täyttänyt metrologian vaatimuksia, minkä vuoksi NIS-kantainen BOT on yhä parempi vaihtoehto.
ED:2009-05-08
INSSI record number: 37383
+ add basket
« previous | next »
INSSI