分类: 工程与技术科学 >> 物理学相关工程与技术 分类: 工程与技术科学 >> 仪器仪表技术 分类: 电子与通信技术 >> 电子技术 分类: 物理学 >> 交叉学科物理及相关领域的科学与技术 提交时间: 2024-05-06
摘要: 本文提出了一种用于低温扫描隧道显微镜(CryoSTM)的跨阻放大器(TIA)设计方案。在CryoSTM中带有尖端样品成分的TIA称为CryoSTM-TIA。该CryoSTM-TIA的跨阻增益在1Gohm,而其带宽大于300kHz。所提出的CryoSTM-TIA的独特特点是其前置放大器由单个低温高电子迁移率晶体管(HEMT)制成,因此在100kHz时仪器等效输入噪声电流功率谱密度低于4(fA)2/Hz。此外,应用“偏置冷却法”可用于原位控制HEMT掺杂区冻结DX-中心的密度,改变其结构以降低器件噪声。利用该仪器,可以进行高能量分辨率的快速扫描隧道光谱测量。并且,它能够测量各种量子系统在原子尺度上的扫描隧道散粒噪声谱(STSNS),即使散粒噪声非常低。它为通过测量STSNS来研究新的量子态提供了一个强大的工具,例如检测拓扑量子系统中马约拉纳束缚态的存在。