Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по физике
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ На правах рукописи
Учайкин Сергей Викторович
РАЗРАБОТКА КРИОГЕННЫХ ДЕТЕКТОРОВ ЧАСТИЦ И МОЛЕКУЛ НА ОСНОВЕ СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО ТЕРМОМЕТРА И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКЕ И ПРИБОРОСТРОЕНИИ
Специальность: 01.04.01 Приборы и методы экспериментальной физики
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук
Томск - 2008
Работа выполнена на кафедре компьютерных измерительных систем и метрологии Томского Политехнического Университета
Научный консультант: профессор, доктор технических наук Муравьёв С.В.
Официальные оппоненты: проф., д.ф.-м.н. Гринберг Я.С.
д.ф.-м.н. Рязанов В.В.
д.т.н. Тютюнников С.И.
Ведущая организация: Физико-технический институт низких температур им. Б.И.Веркина Национальной академии наук Украины
Защита состоится Ф Ф 2008 г. в часов на заседании Диссертационного Совета Д002.231.03 Института радиотехники и электроники РАН по адресу:
101999, г.Москва, ГСП-9, ул.Моховая, д.11, корп.7.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института радиотехники и электроники РАН.
Автореферат разослан Ф Ф 2008 г.
Учёный секретарь Диссертационного Совета Перцовский М.И.
Общая характеристика работы
Общая характеристика работы 1.
Актуальность проблемы.
В условиях глубокого охлаждения проявляются квантовые свойства вещества, при обычной температуре маскируемые значительными тепловыми возбуждениями. Использование этих свойств позволяет проводить измерения на качественно новом уровне, недостижимом при использовании ФтрадиционнойФ техники: регистрировать отдельные частиц и молекулы с малой энергией, снижать общий шум установок и т.д. Также становится возможным применение некоторых физических явлений, присущих только области низких температур, например, сверхпроводимости.
Значительным шагом в повышении качества первичных преобразователей стало появление криогенных детекторов (КД). Вероятно, первый КД для ядерной физики был предложен Симоном в 1935 году. Детектор Симона работал при температуре 50 К. Первый КД, работающий при гелиевых температурах, был описан Дальмазоном. Его КД охлаждался до 1,8 К и достиг чувствительности 10-9 Вт. Позднее независимо друг от друга несколько групп в США, Европе и СССР начали разработку КД. Современные КД по своим характеристикам на порядки превышают лучшие полупроводниковые датчики.
КД частиц отличаются высокой чувствительностью и всё чаще используются для регистрации частиц с низкой энергией (начиная от единиц эВ) со сверхвысоким разрешением. Они обладают высокой чувствительностью к низкоэнергетичному взаимодействию с частицами и объектами, движущимися с малой скоростью и обладающими малой эффективностью ионизации. Непревзойдённые характеристики делают привлекательным использование КД как в научных исследованиях, так и в технических приложениях.
В настоящее время КД всё шире используются в экспериментальной и изОбщая характеристика работы мерительной технике, например, в рентгеновской спектроскопии, экспериментах по поиску тёмной материи и двойного -распада, измерению массы нейтрино и в масс-спектрометрии больших молекул.
Появилась возможность создания целого класса приборов с улучшенными, не достижимыми ранее параметрами. Однако построение таких приборов возможно, только если решить актуальные задачи подбора материалов, оптимизации технологических процессов изготовления и выработки методик проверки качества детекторов.
Использование КД может существенно повысить чувствительность физических установок. Примером подобного использования КД является установки для поиска тёмной материи. Поиск тёмной материи активно проводится в нескольких экспериментах с целью объяснить отклонения наблюдаемых в астрофизике явлений от закона всемирного тяготения. Такие отклонения могли бы проявляться в случае, например, если б ольшая часть массы Вселенной была бы заключена в ненаблюдаемой обычными способами материи в форме нейтральных массивных частиц. Теоретически эти частицы и обычное вещество должны взаимодействовать с выделением слабой энергии в диапазоне десятков кэВ. Сигнал от этого очень редкого взаимодействия трудно зарегистрировать обычными методами и детекторами. Особые препятствия создаёт радиоактивный фон от обычной материи и космических лучей, интенсивность которого на шесть и более порядков выше ожидаемого полезного сигнала.
Область использование КД не ограничена фундаментальной наукой. Большие преимущества обещают приборы на основе КД, предназначенные для практического применения, например, в медицинской диагностике. В медицине известна связь между изменениями белков, а также их взаимодействий между собой, и болезненными состояниями. При большинстве болезней происходят изменения на белковом уровне. В настоящее время идентификация белков выполняется, в основном, с использованием метода, носящего назваОбщая характеристика работы ние 2-D PAGE (двумерный гель-электрофорез на полиакриламиде). Этот метод обеспечивает невысокую точность определения массы. Для повышения точности измерений применяются масс-спектрометрические методы.
В масс-спектрометрах используются полупроводниковые детекторы, неэффективные для регистрации молекул с большой массой. Эффективность КД не зависит от массы молекул.
Таким образом, создание КД с высокой чувствительностью, разработка новых приборов на основе КД и методов обработки выходных сигналов КД являются актуальными задачами.
2. Цель работы. Целью работы являлась разработка нового типа КД частиц и молекул на основе сверхпроводящего термометра с улучшенными чувствительностью и быстродействием, устройств для преобразования и усиления сигналов КД и разработка принципов построения нового класса приборов для научных и прикладных измерений, использующие новые КД. Примером таких приборов служат описанные в диссертации устройства на основе КД частиц и молекул: 1) установка CRESST для поиска частиц тёмной материи и 2) времяпролётный масс-спектрометра для идентификации белковых молекул большой массы.
3. Постановка задач.
(a) Перед разработчиками устройств на основе КД стоят серьёзные технологические проблемы. Такие важные характеристики сверхпроводящих материалов, как критический ток IC, температура сверхпроводящего перехода TC и удельное сопротивление в нормальном состоянии RN, во многом определяются технологией изготовления. Предъявляются высокие требования к чистоте материала и поверхностей. Даже загрязнение величиной 1 ppm может изменить TC металлов или даже полностью лишить их сверхпроводящих свойств. Совершенствование технологии требует детального понимания физических процессов, Общая характеристика работы происходящих в процессе изготовления и работе криогенных приборов. Задачей исследований, изложенных в первой главе диссертации, в теоретической части обзорной, были детальный анализ процессов, происходящих в КД, и разработка технологии изготовления КД.
(b) Характеристики КД существенно ограничиваются нелинейностью сверхпроводящего перехода и узостью рабочего диапазона температур (единицы или доли мК). Задачей исследований, освещённых в главе 2, была разработка метода тепловой обратной связи с целью повышения динамического диапазона, линейности и быстродействия КД.
(c) Одним из основных ограничений на характеристики КД является его конечная теплоёмкость. КД с меньшей теплоёмкостью обладают большим быстродействием и чувствительностью. Задачей исследований, которым посвящена третья глава, была разработка КД с фононным коллектором, позволяющим уменьшить теплоёмкость одной из составляющих КД - сверхпроводящего термометра.
(d) Из-за своих непревзойдённых характеристик КД всё активнее применяются в фундаментальной физике. Задачей работ, описанных в четвёртой главе, было создание, испытание и усовершенствование установки эксперимента CRESST, использующей КД для поиска сигнала от тёмной материи. Эксперимент проводится с целью объяснения таких астрофизических явлений, как линзирование удалённых галактик и несоответствие законам Кеплера распределения скорости орбитального вращения звёзд в галактиках.
(e) Исследования, которым посвящена пятая глава, заключались в разработке метода дискриминации ядерных и оболочечных взаимодействий в абсорбере КД с целью снижения паразитного сигнала от радиоактивного фона, наблюдаемого в экспериментах по поиску тёмной материи.
(f) Для использования в масс-спектрометрии необходим КД с высоким Общая характеристика работы быстродействием и большой рабочей площадью. Этим и другим задачам, связанным с применением КД в масс-спектрометрии, посвящены исследования, результаты которых изложены в главах 6 и 7.
4. Научная новизна.
(a) Разработан новый метод тепловой обратной связи, позволяющий стабилизировать температуру детектора, увеличить линейность и повысить разрешение.
(b) Впервые проведена апробация метода дискриминации фоновых событий с помощью сегментированного КД.
(c) Разработан новый метод дискриминации ядерных и оболочечных событий с помощью одновременного измерения фононного и фотонного откликов абсорбера.
(d) Разработан новый позиционный детектор на основе двух сверхпроводящих термометров и фононного коллектора.
(e) Впервые разработан масс-спектрометр для измерения массы больших молекул с КД со сверхпроводящим термометром в качестве стоп-детектора.
5. Практическая ценность.
(a) Впервые создан КД с массой абсорбера 262 г и разрешением 133 эВ для фотонов энергией 1,5 кэВ. Детектор обладает рекордным отношением разрешение/масса 0,5 эВ/г.
(b) Впервые создан усилитель для КД на основе двойного сквида. Усилитель имеет полосу пропускания 2 МГц и slew rate 2105 0/с.
(c) Впервые исследованы сцинтилляционные свойства кристаллов германата висмута Bi4Ge3O12 (BGO), флуорида бария BaF2, вольфрамата свинца P bW O4 и вольфрамата кальция CaW O4 при температуре мК.
Общая характеристика работы (d) Впервые создан криогенный фотодетектор на основе сверхпроводящего термометра. Криогенный фотодетектор способен регистрировать сцинтилляцию кристалла вольфрамата кальция при облучении -частицами. Для -частиц с энергией 60 кэВ энергия сцинтилляции составила 480 эВ, при этом криогенный фотодетектор показал разрешение 100 эВ.
(e) Впервые создан КД тёмной материи, позволяющий отделять ядерные и оболочечные события с точность 99,7 % для событий с энергией выше 15 кэВ.
(f) Впервые создан криогенный позиционный детектор на основе двух сверхпроводящих термометров и фононного коллектора. При длине 2 мм линейное разрешение детектора составило 50 мкм, что соответствует разрешению 40-пиксельного детектора.
(g) Впервые создан криогенный молекулярный детектор на основе сверхпроводящего термометра. По сравнению с использовавшимися ранее криогенными молекулярными детекторами на основе сверхпроводящего туннельного перехода разработанный детектор имеет в 900 раз большую площадь. Он позволяет регистрировать ионные пучки с интенсивностью на 3 порядка меньше, чем детекторы на основе сверхпроводящего туннельного перехода.
(h) Впервые создан времяпролётный масс-спектрометр c криогенным молекулярным детектором на основе сверхпроводящего термометра в качестве стоп-детектора. Замена полупроводникового стоп-детектора на криогенный молекулярный детектор позволила на три порядка увеличить чувствительность МС.
(i) Впервые использован охлаждаемый ионный отражатель в масс-спектрометре. Применение охлаждаемого ионного отражателя позволило снизить теплоприток из анализатора масс-спектрометра на криогенОбщая характеристика работы ный молекулярный детектор и сделало возможным охлаждение криогенного молекулярного детектора до рабочей температуры (около мК).
(j) Впервые создан усилитель для сквида на основе охлаждаемого КМОПусилителя, работающего при гелиевой температуре. Усилитель позволяет увеличить диапазон линейности сквида по входу в 10 раз.
6. Апробация работы. Результаты работы докладывались:
(a) на 18-ом международном семинаре по прикладной сверхпроводниковой электронике и биомагнетизму (Украина, Жукин, 1995), (b) на 15-ой и 16-ой международных конференциях по криогенике (Италия, Генуя, 1994, и Япония, Китакюшу, 1996), (c) на 3-ем симпозиуме по низкотемпературной электронике и высокотемпературной сверхпроводимости (США, Рино, 1995), (d) на 4-ой и 7-ой международных конференциях по технологии низких температур (Чехия, Прага, 1996 и 2002 гг), (e) на 21-ой и 22-ой международных конференциях по физике низких температур (LT21, Чехия, Прага, 1996, и LT22, Эспоо и Хельсинки, Финляндия, 4-11 августа 1999), (f) на международных конференциях по сверхпроводящей электронике (ISECТ97, Германия, Берлин, 1997, ISECТ99, США, Беркли, 1999 и ISECТ01, Япония, Осака, 2001), (g) на 3-ем совещании по низкотемпературной электронике (WOLTE3, Италия, Сан-Миниато, 1997), (h) на 3-ей европейской конференции по прикладной сверхпроводимости (EUCASТ97, Нидерланды, Эйндховен, 1997), (i) на 2-ом международном совещании по поиску тёмной материи (Великобритания, Бакстон, 1998), Общая характеристика работы (j) на симпозиуме по микро- и нанокриогенике (MNC, Финляндия, Яваскула, 1999), (k) на 8-ом международном совещании по низкотемпературным детекторам (Нидерланды, Дальфсен, 1999), (l) на 6-ом совешании по сверхпроводящей электронике (Нидерланды, Твенте, 2000), (m) на 4-ой и 5-ой международных симпозиумах по источникам и детектированию тёмной материи и тёмной энергии во Вселенной (Марина Дел Рев, Калифорния, США, 2000 и 2002), (n) на 32-ом совещании по физике низких температур (ФНТ-32, Россия, Казань, 2000), (o) на конференции по космологии и физике частиц (CAPP 2000, Швейцария, Вербиер, 2000), (p) на 3-ей международной конференции по идентификации тёмной материи (IDM2000, Йорк Минстер, Великобритания, 2000), (q) на совещании по физике сверхпроводящих детекторов (SDP-2001, Япония, Токио, 2001), (r) на 8-ой, 10-ой и 11-ой конференциях по физике низкотемпературных детекторов (LTD-8, Нидерланды, Далфсен, 1999, LTD-10, Италия, Генуя, 2003, и LTD-11, Япония, Токио, 2005), (s) на 13-ой международной конференции по биомагнетизму (BIOMAG 2002, Германия, Йена, 2002), (t) на конференции Немецкого Общества холодильной техники и техники кондиционирования (Deutsche Klte- und Klimatechnischer Verein e.V.), Германия, Магдебург, 2002), (u) на европейском семинаре по кубитам -Shift (Германия, Йена, 2003), Общая характеристика работы (v) на 7-ой международной конференции по неорганическим сцинтилляторам и их промышленному применению (SCINT2003, Испания, Валенсия, 2003), (w) на конференциях Немецкого физического общества (DPG-2000, Германия, Риндберг, 2000, DPG-2002, Германия, Регенсбург, 2002, DPG-2005, Германия, Берлин, 2005), (x) на 9-ом международном симпозиуме ФОт Андреевского отражения к ранней ВселеннойФ (Швеция, Бьорклиден, 2005), (y) на международном симпозиуме по криоэлектронным компонентам KRYO2006 (Германия, Йена/Габельбах, 2006), (z) на научных семинарах в Лаборатории нейтронной физики и Лаборатории физики частиц Объедин института ядерных исследований енного (Дубна, Россия), Томском Политехническом университете (Томск, Россия), Институте физики Макса Планка (Мюнхен, Германия), Оксфордском университете (Оксфорд, Великобритания), отделе сверхпроводимости фирмы Oxford Instruments (Кембридж, Великобритания), Институте физики высоких технологий (Йена, Германия), Дрезденском университете (Дрезден, Германия), Дрезденском институте полимеров (Дрезден, Германия), Институте полупроводников (Киев, Украина), Аугсбургском университете (Аугсбург, Германия), Мюнхенском Техническом университете (Гархинг, Германия), Университете Райерсона (Торонто, Канада), фирме D-Wave Systems Inc. (Ванкувер, Канада), фирме CSP (Изманинг, Германия), фирме ARKeX (Кэмбридж, Великобритания), фирме MDS SCIEX (Конкорд, Канада), Лаборатории Камерлиг Оннеса (Лейден, Голландия), фирме Leiden Cryogenics (Лейден, Голландия), Национальном институте ядерной физики и физики высоких энергий (Амстердам, Голландия).
7. Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 58 публиОбщая характеристика работы кациях.
8. Вклад автора. Автору принадлежит определяющая роль в постановке задач, планировании и постановке экспериментов, анализе и интерпретации результатов, представленных в работе.
9. Структура и объм работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, двух приложений и списка литературы. Работа изложена на 302 страницах и содержит 125 иллюстраций и 25 таблиц.
10. На защиту выдвигаются:
(a) метод тепловой обратной связи, позволяющий стабилизировать температуру КД, увеличить линейность и повысить энергетическое разрешение;
(b) метод дискриминации ядерных и оболочечных событий посредством одновременного измерения фононного и светового отклика абсорбера и последующего исключения совпадающих сигналов;
(c) новый КД на основе сверхпроводящего термометра с фононным коллектором. Применение фононного коллектора позволяет в десятки раз уменьшить теплоёмкость термометра и,соответственно, повысить чувствительность детектора. За счёт более эффективного поглощения поперечных фононов фононный коллектор позволяет уменьшить потери энергии в абсорбере;
(d) новый криогенный позиционный детектор на основе двух сверхпроводящих термометров и фононного коллектора;
(e) новый криогенный фотодетектор на основе сверхпроводящего термометра;
(f) метод дискриминации ядерных и оболочечных взаимодействий, заключающийся в одновременном измерении фононного и светового сигнала;
Краткое содержание работы Рис. 1: Низкотемпературный калориметр со сверхпроводящим термометром.
(g) новый времяпролётный масс-спектрометр, в котором в качестве стопдетектора используется КД со сверхпроводящим термометром.
Первая глава диссертации посвящена разработке и усовершенствованию технологии изготовления КД со сверхпроводящим термометром. Такой калориметр состоит из трёх основных частей: кристаллического абсорбера, сверхпроводящей плёнки-термометра и тепловой связи с тепловой ванной (рис. 1).
Такой КД работает следующим образом. При работе температура КД поддерживается в диапазоне сверхпроводящего перехода плёнки-термометра. В результате взаимодействия частицы с материалом или поверхностью абсорбера образуются высокочастотные фононы. Фононы распространяются в кристалле абсорбера и, после нескольких отражений от граней кристалла, отдают свою энергию термометру. Температура термометра повышается, и его сопротивление увеличивается. Увеличение сопротивления регистрируется сквид-усилителем.
В разделе 1.2 показано влияние основных конструктивных составляющих КД на его характеристики. Обосновывается выбор материалов абсорбера и термометра. В теоретическом обзоре (раздел 1.3) освещаются физические процессы, лежащие в основе работы детектора. В разделе 1.4 рассмотрена физическая модель КД, приводятся модельные уравнения и объясняется форма выходного сигнала КД при абсорбции частицы.
Краткое содержание работы Рис. 2: Блок-схема системы измерений сверхпроводящего перехода термометров и калибровочных спектров.
В следующем разделе детально описаны процессы, позволяющие изготовить КД больших размеров (до 404041 мм, массой 262 г). Приводится технология нанесения высококачественных плёнок из -вольфрама (TC = 15 мК) на кристаллы сапфира. Для КД с рабочей температурой 30100 мК изготавливалась двухслойная плёнка иридий/золото. Для подвода тока на термометр напыляются золотые или алюминиевые контактные площадки. Тепловая связь термометра с держателем обеспечивается золотой проволокой.
Следуюшие разделы посвящены сквид-усилителю и испытаниям детекторов.
Блок-схема системы для проведения испытаний изображена на рис. 2. Система управляется от компьютера и используется для двух типов измерений. В первом определяется температура сверхпроводящего перехода термометра. В этих измерениях на нагреватель подаётся ток с управляемого источника тока. Температура контролируется угольным термометром, укреплённом на держателе. Изменение сопротивления сверхпроводящего термометра приводит к изменению тока через входную катушку сквида. В системе КД используются сквид-усилители производства фирмы APS с собственным шумом 1,54,5 пА/Гц1/2. По результатам измерений строится температурная зависимость сопротивления термометра (рис. 3).
Следущим измерением явяется регистрация частиц от флюоресцентных исКраткое содержание работы Рис. 3: Кривые сверхпроводящего перехода детектора №2 при различных измерительных токах.
точников рентгеновских и -фотонов железо-55 и кобальт-57. В случае таких измерений температура КД поддерживается в диапазоне сверхпроводящего перехода плёнки. Регистрируются события, и на спектре откладывается амплитуда выходного сигнала сквид-усилителя. Выходной сигнал имеет форму импульса с коротким временем нарастания и длительным спадом (рис. 4).
По результатам испытаний отобраны 8 детекторов, которые в разное время использовались в качестве детекторов тёмной материи в эксперименте CRESST I [2]. Фотография детектора №7 приведена на рис. 5. Наилучшее разрешение 232 эВ для фотонов с энергией 1,5 кэВ показал детектор №4 (рис. 6) [3].
Во второй главе рассмотрены вопросы совершенствования конструкции и считывающей схемы КД для улучшения линейности и расширения динамического диапазона. Основными факторами, ограничивающие линейность и динамический диапазон КД, являются нелинейность сверхпроводящего перехода (рис. 3) и тепловая компонента выходного сигнала (рис. 4). Тепловая компонента образуется вследствие теплообмена между термометром и абсорбером. Для подавления теплообмена предложен метод тепловой обратной связи (ТОС) [4, 5, 6, 7, 11].
При работе в режиме ТОС температура держателя TB стабилизируется значительно ниже рабочей температуры КД TW P, а до температуры TW P термометр подогревается с помощью внешнего нагревателя. Источник тока нагреваКраткое содержание работы Рис. 4: Выходной сигнал 262 г детектора при абсорбции рентгеновского фотона энергией 6 кэВ. Задний фронт импульса представляет собой суперпозицию двух экспонент с различными постоянными времени. Кривые для нетепловой и тепловой компонент получены с помощью интерполяции выходного импульса экспоненциальными функциями.
Рис. 5: Детектор CRESST №7.
Краткое содержание работы Рис. 6: Энергетический спектр, полученный облучением детектора №4 ренгеновскими фотонами от источника железо-55.
теля включен в цепь обратной связи. В начальном состоянии через нагреватель протекает ток IST, выделяющий постоянную мощность PH0 и обеспечивающий разность температур T0 = TW P-TB. Если абсорбируется частица, поглощаемая при этом энергия компенсируется уменьшением теплопритока от нагревателя.
Как результат, изменение суммарного теплопритока в термометр уменьшается примерно в коэффициент обратной связи kF раз.
Нагревателями в экспериментах служили приваренные к термометрам золотые проволоки либо золотые плёнки, напыленные на абсорбер. Испытания показали хорошее соответствие модели ТОС и эксперимента [8, 9, 10]. На рис. сравниваются результат расчёта реакции системы на 6-кэВ рентгеновский квант и реальный выходной импульс сквид-магнитометра.
Как показано в диссертации, метод ТОС позволяет стабилизировать температуру термометра, ослабить тепловую компоненту, расширить динамический диапазон и улучшить линейность детектора [11].
В главе 3 рассказывается об уменьшении времени абсорбции и снижении потерь энергии в абсорбере КД с помощью фононного коллектора.
Чтобы минимизировать потери энергии, требуется большая площадь термометра. Увеличение площади термометра приводит к увеличению его теплоёмкости. Чтобы избежать ухудшения чувствительности, связанного с увеличением Краткое содержание работы Рис. 7: Сравнение расчётной (сплошная линия) и экспериментальной (пунктирная линия) форм импульсов с выхода усилителя cигнала КД при абсорбции рентгеновского кванта энергией 6 кэВ.
теплоёмкости, в конструкцию КД со сверхпроводящим термометром было предложено ввести фононный коллектор (ФК). Плёнка ФК напыляется из сверхпроводника с много большей критической температурой и, следовательно, имеет пренебрежимо малую теплоёмкость. В результате взаимодействия с частицей в ФК образуются квазичастицы (КЧ). КЧ диффундируют в ФК к термометру, за счёт энергии КЧ термометр нагревается.
Для исследования диффузии КЧ использовались сверхпроводящие тонкие плёнки прямоугольной формы, напылённые на подложки из сапфира. На противоположных концах плёнки наносились термометры. Использовались вольфрамовые и двухслойные иридиево-золотые термометры. Лучшие результаты показали двухслойные плёнки: вначале формировалась плёнка из материала термометра, затем на её середину напылялся ФК - слой алюминия толщиной 1 мкм.
Диффузионный слой и небольшая часть каждого термометра облучались источником рентгеновских фононов железо-55. Рентгеновский фотон, абсорбированный плёнкой ФК, генерировал в ней КЧ. КЧ диффузно распространялись по плёнке и, отдавая энергию термометрам, нагревали их. Рентгеновские фотоны, абсорбированные в подложке, создавали в ней нетепловые фононы, которые собирались в плёнке и также создавали КЧ. Сигналы термометров считывались двуКраткое содержание работы мя сквид-усилителями. На рис. 8 показан график соотношения высот кореллированных импульсов для детектора с ФК из вольфрамово-алюминиевой двухслойной плёнки длиною 2 мм. Две линии с большей амплитудой соответствуют абсорбции K и K рентгеновских фотонов марганца в вольфрамово-алюминиевой плёнке, линии с меньшей высотой импульса - абсорбции в подложке. Кривизна линий отражает потери, которые сравнительно малы для дистанции в 2 мм.
Рис. 8: Амплитуда импульсов коррелированного сигнала в двух термометрах структуры вольфрам-алюминий/вольфрам-вольфрам после вычитания тепловой компоненты.
Две верхних бананоподобных кривых соответствуют абсорбции фононным коллектором фотонов марганца K и K; две нижних соответствуют абсорбции фотонов марганца K и K подложкой (из-за недостаточного разрешения две линии почти слились).
Внутри секции длиною 0,25 мм в середине термометра (структура вольфрам/алюминий) разрешение по энергии для 6 кэВ ренгеновских фотонов составило 149 эВ (FWHM ), что соответствует пространственному разрешению около 50 мкм. Для детектора с термометрами иридий/золото (TC50 мК) и диффузионным трёхслоем иридий/золото/алюминий длиной 4 мм получено энергетическое разрешение 320 эВ.
Для каждой кривой (рис.8) было определено время жизни КЧ (таблица 3.1).
Вольфрам/алюминиевая плёнка обладала наибольшим эффективным временем Краткое содержание работы Рис. 9: Две конструкции тест-термометров для измерения эффективности ФК большого размера.
жизни КЧ из опубликованных к моменту измерений (табл. 1) [12].
Таблица 1. Постоянные диффузии и время жизни квазичастиц для различных материалов диффузионного слоя.
Материал диффузного Постоянная диффузии, Время жизни КЧ, мс слоя м2/с W/Al 2, 510-4 9,Ir/Au/Al 4, 610-3 0,Al 4, 410-3 0,Эффективность ФК была доказана с помощью детектора с двумя вольфрамовыми термометрами одинаковой площади, напыленных на сапфировый абсорбер объёмом 402010 мм3 и массой 32 г [13]. Первый детектор имел обычную прямоугольную форму, другой - форму ФколесаФ (рис. 9), в котором узкие радиальные ФспицыФ служили термометрами. ФКолесоФ было окружено кольцевым ФК из вольфрам/алюминия шириной 2 мм. Площади двух структур отличаются приблизительно в 10 раз, однако отношение энергий, детектируемых термометрами от одного события, составило 18. Следовательно вольфрам/алюминиевый коллектор более эффективен для сбора фононов, чем вольфрам.
Структура с двумя термометрами и ФК может использоваться в качестве позиционного детектора. Один из созданных детекторов при длине чувствительной Краткое содержание работы Рис. 10: Рефрижератор растворения и Фхолодный боксФ установки CRESST.
зоны 2 мм обладал линейным разрешением 50 мкм, что эквивалентно пиксельному детектору из 40 элементов [14].
В главе 4 рассказывается об использовании КД в эксперименте CRESST для поиска частиц Фтёмной материиФ [15].
Эксперимент CRESST проводится в низкорадиоактивной подземной лаборатории Гран Сассо. Для уменьшения радиоактивного фона криостат изготавливался из специальных материалов (рис. 10) [16, 17, 18, 19]. Компьютеризированная система управления установкой CRESST имеет две основные функции: 1) стабилизация рабочей точки детектора и 2) регистрация и запись данных.
Во время сеанса производилась регистрация фоновых событий. Запись типичного импульса от события приведена на рис. 4 [20]. Характеристики КД в рабочей точке определялись путём подачи тепловых импульсов в небольшой проволочный нагреватель, приваренный к термометру. Импульс посылался каждые 30 с во время калибровочных и обычных измерений. Амплитуда импульсов варьировалась так, чтобы охватить весь динамический диапазон. Это позволяло контролировать Краткое содержание работы Рис. 11: Результаты испытаний детектора №4: Вверху: зависимость выходного напряжения от амплитуды импульсов нагревателя. Чувствительность детектора скачкообразно изменяется со временем. Внизу - та же диаграмма после калибровки и коррекции высоты выходных импульсов.
характеристики детекторов непосредственно во время сеанса измерений, интерполировать калибровку по энергии на весь контролируемый диапазон энергий и измерять эффективность триггера во всём энергетическом диапазоне (рис. 11).
В таблице 2 приведено энергетическое разрешение детекторов №1Ц№4 [21].
Калибровочные измерения проводились одновременно с источником -фотонов и тепловыми импульсами от нагревателя. Сравнение амплитуд импульсов от -источника и нагревателя позволяло калибровать импульсы нагревателя в единицах энергии (нижний график на рис. 11).
Во время первых измерений радиоактивного фона на установке CRESST измеренный радиационный фон был на 2-3 порядка выше ожидаемого [22]. Корреляционный анализ событий в разных детекторах показал, что ФфоновыеФ сигналы Краткое содержание работы возникали в детекторах независимо [23].
Таблица 2. Энергетическое разрешение детекторов №1Ц№4.
Энергия Разрешение детекторов, эВ №1 №2 №3 №Постоянная составляющая 243 195 270 11,5 кэВ 288 235 336 24,5 кэВ 279 228 328 25,9 кэВ 293 233 326 2Установить причину фона удалось с помощью специально разработанного детектора с двумя термометрами на одном абсорбере. Термометры подключались к входным цепям сквидов, не связанных между собой электрически. Измерения показали, что сигнал всегда возникает в обоих термометрах одновременно (рис. 12). Стало понятным, что сигнал возникает в абсорбере, и, как показало изучение кристаллов под микроскопом, его причиной было растрескивание кристалла в точках соприкосновения с сапфировыми шариками подвески [24]. Перед следующими измерениями сапфировые шарики были заменены на дельриновые стержни. Фон значительно снизился, в области малых энергий на три порядка (рис. 13) [25, 26].
В октябре 2000 года в течение 138,8 часов был получен спектр (рис. 14). Пик энергией 5,9 кэВ на спектре соответствует остаточному загрязнению от калибровочного источника. По результатам измерений были рассчитаны Фобласти исключенийФ для спин-зависимого и спин-независимого взаимодействия с ФтёмнойФ материей. Сравнение с другими экспериментами (рис. 15 и 16) показало, что CRESST I имеет более строгий порог исключения для WIMP с массой меньше 5 Гэв [27, 28, 29].
В главе 5 описан разработанный метод снижения радиоактивного фона от электронов и фотонов с помощью дискриминации ядерных и оболочечных взаимодействий и аппаратура для его реализации. WIMP, как нейтральные частицы, Краткое содержание работы Рис. 12: События в абсорбере ФдвойногоФ детектора, регистрируемые двумя напыленными на него термометрами одинакового размера. Измерения проводились перед заменой сапфировых фиксаторов на дельриновые. Все импульсы регистрируются одновременно двумя термометрами и равны по амплитуде.
Рис. 13: Спектр, измеренный детектором №8 до (красная кривая) и после (синяя) замены сапфировых фиксаторов на дельриновые.
Краткое содержание работы Рис. 14: Энергетический спектр детектора №8, полученный во время измерений сигнала от тёмной материи. На вставке показан спектр в диапазоне высоких энергий.
Сплошная линия получена интерполированием экспериментальных данных, которые использовались для определения области исключений для тёмной материи. В качестве иллюстрации пунктирной линией показан спектр исключения для 5 ГэВ WIMP с 90% C.L.
Рис. 15: Эквивалентный порог для сечения WIMP-протон взаимодействия (90% С.L.) для спин-зависимого взаимодействия как функция массы WIMP для 1,51 кгдень экспозиции 262 г детектора из сапфира. Для сравнения показаны пределы, полученные в экспериментах EDELWEISS (сапфировые детекторы), для эксперимента Nokogiriyama с криогенными LiF детекторами, DAMA и UKDMC с детекторами из NaI.
Краткое содержание работы Рис. 16: Эквивалентные области исключения WIMP-ядерного спин-независимого взаимодействия (90% C.L.) как функция массы WIMP для 1,51 кгдень экспозиции 262 г детектора из сапфира. Для сравнения показаны пределы, полученные в экспериментах CDMS с КД и статистическим вычитанием нейтронного фона, EDELWEISS c тепловым и ионизационным Ge детекторами, DAMA и UKDMC с детекторами из NaI, вместе с доверительным интервалом 3CL для годовых вариаций ФфонаФ, полученных в эксперименте DAMA.
сталкиваясь с ядрами абсорбера, генерируют в нём фононы. Фотоны при таком столкновении не возникают. Частицы радиоактивного фона (фотоны и электроны) взаимодействуют с электронными оболочками, при этом выделяемая энергия расходуется на образование как фононов, так и фотонов.
Для регистрации фотонов был разработан криогенный фотодетектор (КФД) [31, 30]. КФД изготовлен из кристаллического абсорбера (сапфир или вольфрамат кальция CaW O4), на который с одной стороны напылен сверхпроводниковый термометр (вольфрам), а с другой - светоабсорбционный слой кремния (рис. 17).
При абсорбции света в кремнии создаются электронно-дырочные пары, в ходе рекомбинации которых образуются высокочастотные фононы. Фононы поглощаются вольфрамовым термометром и нагревают его. Достигнутая эффективность абсорбции света составила 70%.
С помощью КФД исследовались сцинтилляционные свойства кристаллов при низких температурах (табл. 3) [32].
Краткое содержание работы Рис. 17: Криогенный фотодетектор.
Таблица 3. Энергия, депонируемая в КФД при температуре сцинтиллятора 12 мК.
Кристалл Энергия, выделившаяся в крио- Энергия, выделившаяся в криофотодетекторе при абсорбции фотодетекторе при абсорбции сцинтиллятором -частицы сцинтиллятором -частицы энергией 5,5 МэВ, кэВ энергией 60 кэВ, эВ CaW O4 5,2 2BGO 8,4 2P bW O4 1,9...
BaF2 2,1...
В первом эксперименте исследовался кристалл вольфрамата кальция весом около 6 г. На кристалл был приклеен небольшой фононный детектор с абсорбером из сапфира и вольфрамовым термометром. Для уменьшения потерь света детекторы были окружёны зеркалами (рис. 18). Одновременно записывались фононный сигнал в кристалле вольфрамата кальция и фотонный в криофотодетекторе.
Краткое содержание работы Рис. 18: Схема эксперимента по дискриминации ядерных и оболочечных событий.
Рис. 19: Соотношение высот импульсов в фононном и фотодетекторе. График слева получен при облучении сцинтиллятора электронами и -фотонам, справа - при облучении электронами, -фотонами и нейтронами.
Результаты измерений представлены на рис. 19. Левый график получен при одновременном воздействии на детектор -излучением 122 и 136 кэВ от источника кобальт-57 и электронов от источника -радиоактивности стронций-90 (энергией 546 кэВ от стронция-90 и 2,484 МэВ, 523 кэВ от иттрия-90). Позднее был добавлен источник нейтронов (америций-бериллий активностью 6, 6104 с-1), и измерения были произведены ещё раз (24 часа). Результат изображён справа на рис. 19. Для энергий ниже 15 кэВ метод даёт 99,7-% дискриминацию ядерного и оболочечного взаимодействий (Табл. 4) [32, 33].
Краткое содержание работы Таблица 4. Зависимость эффективности дискриминации ядерных и оболочечных взаимодействий от энергии.
Диапазон энергии, кэВ Эффективность дискриминации, % 10-20 15-25 99,>20 99,Последующие измерения показали, что окружение сцинтиллятора диффузным тефлоновым рефлектором вместо зеркал позволяет увеличить эффективность абсорбции света в два раза [35]. В эксперименте CRESST II используются разработанный метод дискриминации [36, 37, 38, 39].
Шестая глава посвящена методам повышения быстродействия ситемы считывания сигнала КД. Быстродействие ограничивается постоянной времени входной цепи IN и инерцией сквид-усилителя. Для уменьшения IN сквиды были максимально приближены к КД, что позволило уменьшить индуктивность соединительных проводов. Сквиды помещались в вакууме и, чтобы уменьшить деградацию их характеристик из-за саморазогрева, тщательно термализовывались. В результате IN уменьшилось до 1 мкс.
Для повышения быстродействия сквид-усилителя применялись бестрансформаторные схемы. Разработанные усилители на двойных сквидах ( [42, 43]) имели полосу пропускания 2 и 1,5 МГц. Максимальная скорость нарастания сигнала составила 1, 5105 и 105, соответственно. Эти усилители были частью системы, использовавшей рефрижераторы растворения (Leiden Cryogenics), и петля обратной связи сквидов включала длинные (2 м) соединительные провода между камерой растворения и усилителем, находящимся при комнатной температуре.
Для уменьшения длины соединений между сквидом и усилителем были разработаны два охлаждаемых усилителя: 1) на кремниевом КМОП операционном усилителе ICL7611 [45, 46], 2) на арсенид-галлиевом транзисторе АП354Г [48, 46].
Оба усилителя были работоспособны при температуре жидкого гелия. РезультаКраткое содержание работы Рис. 20: Принципальная схема предварительного усилителя на основе микросхемы ICL7611.
ты измерений с пт-сквидом производства фирмы JeSEF, Jena сведены в таблицу 5 [47].
Таблица 5. Результаты испытаний предварительных усилителей (ПУ).
Параметр Сквид Сквид с КМОП ПУ Сквид с GaAs ПУ Амплитуда вольтпо- 49 мкВ 470 мкВ 390 мкВ токовой характеристики Шумовой поток (на 5,5 мк0/Гц1/2 50 мк0/Гц1/2 120 мк0/Гц1/частоте 1 кГц) В главе 7 приводятся результаты разработки времяпролётного масс-спектрометра (МС) для анализа больших органических молекул. Замена полупроводниковых детекторов на КД расширяет возможности МС, позволяет: 1) регистрировать молекулы с большей массой, 2) повысить эффективность - измерять каждую молекулу, 3) дискриминировать молекул с различным зарядовым состоянием. В новом МС был впервые применён КД с площадью, сравнимой с сечением ионного пучка [49].
В качестве прототипа стоп-криодетектора был взят детектор эксперимента CRESST I [18]. При работе КД в качестве стоп-детектора высокочастные фононы Краткое содержание работы Рис. 21: Принципиальная электрическая схема охладаемого ПУ с арсенид-галлиевым транзистором.
образуются на поверхности абсорбера при столкновении с молекулой.
Детекторы изготавливались на сапфировой подложке толщиною 0,5 мм. Термометр представлял собой двухслойную плёнку иридий/золото площадью 33 мм[50]. Для охлаждения КД использовался рефрижератор адиабатического размагничивания (РАР). Для уменьшения УФ излучения от лазера ионного источника в конструкцию масс-спектрометра были введены два ионных отражателя (рис. 22) [51]. Для уменьшения тепловой радиации второй отражатель охлаждается жидким азотом, а криостат соединён с МС с помощью охлаждённого до 80 мК стержня и нескольких апертур, охлаждённых до 4,2 К. В результате перегрев держателя детектора за счёт излучения из спектрометра составил не более 0,5 мК [52].
При работе КД температура держателя стабилизировалась при 80 мК. РАР способен поддерживать такую рабочую температуру в течение 2-ух рабочих дней.
Выходной сигнал КД усиливался широкополосным сквид-усилителем [43, 46, 47].
При типичном отношении сигнал/шум, равном трём, разрешение по времени было лучше 1 мкс [1].
Для точного определения времени пролёта выходной сигнал МС записывался во время измерений в память компьютера и обрабатывался после измерений. Для Краткое содержание работы Рис. 22: Времяпролётный масс-спектрометр с двумя ионными отражателями.
Рис. 23: Стоп-криодетектор с рабочей площадью 33 мм2 и рабочей температурой TC = 55 мК, укреплённый в держателе.
Краткое содержание работы Рис. 24: Измеренный (серая кривая) и отфильтрованный сигнал криогенного стопдетектора от одного импульса лазера. Стрелки показывают моменты, соответствующие регистрации ионов.
обработки использовался метод цифровой фильтрации (рис. 24).
Одновременное измерение времени пролёта частиц и их энергии позволило различать ионы с различным зарядовым состоянием. На рис. 25 приведён спектр, полученный МС с КД при измерении образца, содержащего одно- и двукратно ионизированные молекулы BSA. Выходные импульсы, соответствующие двукратно ионизированным молекулам BSA, имеют в два раза большую амплитуду [55].
Измерения показали, что одним из преимуществ использования криодетекторов в МС является возможность получения более высокой чувствительности. На образцах инсулина была проведена серия измерений, в ходе которой количество материала в источнике на каждом этапе уменьшалась в десять раз. Результаты измерений спектров приведены на рис. 26. При уменьшении общего кол-ва инсулина на мишени до 1 амоля разрешение не ухудшалось. Даже при 0,1 амоля инсулина на мишени можно наблюдать сигнал от ионов с массой 5734 а.е. При использовании молекул DHB в качестве матрицы без потери разрешения регистрировался спектр при помещении на мишень 0,5 амоля инсулина. Для сравнения, обычный МС с ПП детектором может успешно регистрировать 1 фмоль материала. Масс-спектрометр на основе криогенного тунельного детектора регистрирует только 1 пмоль материала на мишени.
Краткое содержание работы Рис. 25: Спектр, полученный для образца, содержащего белок бычьего сывороточного альбумина (BSA). В спектре 2 пика соответствуют однократно и двукратно ионизированным молекулам BSA.
Рис. 26: Результат серии измерений спектров образцов инсулина с синапиновой кислотой в качестве матрицы.
Краткое содержание работы Рис. 27: Масс-спектр a) образца rhM-CSF (M = 49103 а.е) и b) IgG (M = 150103 а.е) с DHB в качестве матрицы. Общее количество молекул на мишени 800 фмоля и 12 пмоля, соответственно. Каждый спектр получился в результате 2000 импульсов лазера.
С помощью разработанного МС проведены измерения молекул с большой массой. В качестве исследуемого вещества был выбран белок rhM-CSF с массой 49032 а.е. Также, как и инсулин, rhM-CSF хорошо описан на молекулярном уровне, что позволяет использовать его для калибровочных измерений. Этот белок уверенно детектировался при общем количестве материала на мишени 800 фмоль без оптимизации методики изготовления образцов (рис. 27,a). Наблюдались сигналы от одно- и двукратно заряженных ионов.
В следующем эксперименте измерялся образец, содержащий белок иммуноглобулина IgG с массой 150103 а.е. IgG представляет собой смесь молекул с разной массой, которая характеризуется средней массой. В эксперименте были детектированы одно- и двукратно ионизированные молекулы при общем количестве вещества на мишени 12 пмоль. Это первый случай детектирования молекул IgG после их прохождения через два рефлектора [56].
Разработанный прибор можно использовать для исследований в области синОсновные результаты работы Рис. 28: Масс-спектр образца молекул полистерена с массой 900103 а.е.
теза полимеров. Были проведены эксперименты с несколькими образцами полистерена совместно с Институтом полимеров Макса Планка, г.Майнц (MPI for Polymer Research in Mainz ). В одном из этих экспериментов регистрировались молекулы полистерена с массой 900103 а.е. Это самая тяжёлая из когда-либо измеренных в масс-спектрометрах молекул (рис. 28) [57, 58].
Основные результаты работы 1. Разработана технология получения высококачественных плёнок -вольфрама на кристаллах сапфира больших размеров (до 404041 мм). Высокое качество структуры и низкое количество примесей позволило впервые получить критическую температуру плёнки равную TC массивного материала.
2. Впервые создан криогенный детектор (КД) со сверхпроводящим термометром с массой 262 г. Показано, что энергетическое разрешение КД со сверхпроводящим термометром не зависит от массы абсорбера. Детектор обладает энергетическим разрешением 230 эВ (133 эВ с тепловой обратной связью) для фотонов с энергией 1,5 кэВ и имеет рекордное отношение энергетического разрешения к единице объёма. На основе 262 г КД созданы и испытаны 8 детекторов ФтёмнойФ материи для эксперимента CRESST I.
Основные результаты работы 3. Предложен метод тепловой обратной связи (ТОС), позволяющий увеличить линейность и динамический диапазон криодетектора. Предложена модель детектора с ТОС. Получено хорошее количественное и качественное соответствие модели и результатов эксперимента.
4. Впервые разработан криодетектор с нагревателем для работы в режиме ТОС. Достигнута стабильность работы схемы при коэффициенте ТОС 20 дБ.
В выходном сигнале детектора с ТОС практически отсутствует медленная тепловая компонента сигнала. Отсутствие тепловой компоненты позволяет в десятки раз увеличить быстродействие КД. Обнаружено, что уменьшение температурных флуктуаций термометра в режиме ТОС приводит к улучшению разрешения КД. Достигнуто рекордное разрешение на единицу массы для КД (133 эВ для детектора массой 262 г).
5. Разработана технология создания сверхчистых монокристаллических плёнок алюминия. Полученные плёнки использовались для создания высококачественного фононного коллектора. Впервые получено время жизни квазичастиц в плёнке фононного коллектора 9 мс, что в 10 раз превышает лучший предыдущий результат.
6. Предложена новая конструкция КД со сверхпроводящим термометром с фононным коллектором (ФК). Разработанный КД с ФК позволяет в десятки раз уменьшить теплоёмкость термометра. За счёт более эффективного поглощения поперечных фононов ФК позволяет уменьшить потери энергии в абсорбере.
7. Впервые разработан позиционный детектор на основе двух сверхпроводящих термометров и фононного коллектора. Получено линейное разрешение 50 мкм для детектора длиной 2 мм, что соответствует разрешению 40пиксельного детектора. По сравнению с пиксельными позиционными детекторами детектор с фононным коллектором обладаёт высокой надёжностью и простотой схемы считывания.
Основные результаты работы 8. Создана и испытана установка CRESST в Гран Сассо, КД со сверхпроводящим термометром и сквид-усилителем. Продемонстрировано их соответствие требованиям эксперимента по поиску тёмной материи с точки зрения низкой радиоактивности и долговременной стабильности при работе длительностью до 3 месяцев. Был проведён 168-часовой сеанс измерений, во время которого детекторы показали 100% эффективность для абсорбированной энергии выше 600 еВ. Уровень фона установки оказался рекордным для низкотемпературных экспериментов по поиску тёмной материи, менее 1 события/кг/кэВ/день для событий с энергией выше 20 кэВ, для событий с энергией 100 кэВ - 0,3 события/кг/кэВ/день. В эксперименте были использованы усовершенствованный КД, схемы считывания и температурной стабилизации, описанные в гл.1-3 диссертации. Автор диссертации лично разработал и инсталлировал 4-канальную систему регистрации сигналов детектора на основе сквид-усилителей, а также принял участия в настройке и испытании всей установки CRESST.
9. Предложен метод дискриминации одновременных событий для больших сегментированных детекторов. Метод заключается в исключении одновременных событий в разных сегментах детектора. При этом паразитные сигналы, обусловленные вибрацией установки, электромагнитными помехами и радиоактивными загрязнениями, обыкновенно вызывающие одновременный отклик в двух или нескольких сегментах, отбрасываются. В измерениях эксперимента CRESST, проведённых в 2000 году, метод позволил исключить около 17% событий, вызванных помехами.
10. Впервые предложен, изготовлен и испытан ФдвойнойФ фононный детектор.
Детектор состоит из абсорбера и нанесённых на него двух термометров.
ФДвойнойФ детектор позволяет отделить фононный сигнал, образующийся внутри абсорбера от помех, вызванных в электрических цепях и вольфрамовых плёнках термометров. С помощью ФдвойногоФ детектора было опреОсновные результаты работы делно, что избыточный фоновой сигнал, наблюдавшийся в ходе измерений установкой в течение 1999 года был вызван не частицами, а дефектами в абсорбере вследствие механического напряжения.
11. Впервые исследованы сцинтилляционные свойства недопированных кристаллов вольфрамата кальция CaW O4, германата висмута Bi4Ge3O12, вольфрамата свинца P bW O4 и флуорида бария BaF2 при температуре 12 мК.
Сцинтилляционный выход всех исследованных кристаллов позволил уверенно регистрировать с помощью КФД абсорбцию -частиц энергией 5,МэВ. Сцинтилляционный выход кристаллов вольфрамата кальция и германата висмута позволил также надёжно регистрировать с помощью КФД абсорбцию -частицы энергией 60 кэВ.
12. Впервые разработан криофотодетектор на основе СП термометра. КФД способен регистрировать сцинтилляцию кристалла вольфрамата кальция CaW O4 при облучении -частицами. Для частиц с энергией 60 кэВ энергия сцинтилляции составила 480 эВ, при этом КФД показал разрешение 100 эВ.
13. Впервые для КД на основе термометра со сверхпроводящим переходом использован метод дискриминации ядерных и оболочечных взаимодействий, заключающийся в одновременном измерении фононного и светового сигнала. Экспериментально полученная дискриминация ядерных и оболочечных взаимодействий составила 99,7% для событий с энергией выше 15 кэВ. На основе этих исследований разработан новый вид составного детектора для поиска тёмной материи. Новый детектор проводит измерения по двум каналам, фононному и фотонному, и для событий с энергией более 15 кэВ позволяет в 300 раз уменьшить фон от оболочечных взаимодействий.
14. Впервые созданы системы считывания сигнала КД на основе двойного сквида. Достигнуты максимальные полосы пропускания и slew rate 2 МГц и 2105 0/с соответственно.
Основные результаты работы 15. Впервые разработан охлаждаемый предусилитель для сквида на основе операционного усилителя, изготовленного по комплементарной металл-оксидполупроводниковой (КМОП) технологии. Показана принципиальная возможность создания сквид-электроники с холодной петлёй потока на основе элементов, изготовленных по КМОП и арсенид-галлиевой технологиям.
Впервые разаботаны два предусилителя для сквида с ФхолоднойФ петлёй потока. Достигнутый максимальный коэффициент обратной связи - 20 дБ.
16. Впервые разработан быстродействующий КД со сверхпроводящим термометром. Детектор позволил производить измерение временных интервалов с разрешением 1,1 мкс для молекул с энергией 13 кэВ.
17. Впервые разработан времяпролётный масс-спектрометр с КД со сверхпроводящим переходом. Масс-спектрометр позволяет одновременно измерять время пролёта молекул и их энергию. Достигнуто разрешение по массе для молекул массой 66000 а.е. лучше, чем 300 а.е. С помощью масс-спектрометра было показано, что использование КД может увеличить чувствительность времяпролётного спектрометра более чем на три порядка. Были произведены следующие измерения:
(a) впервые продетектирован инсулин на МС с двумя рефлекторами при общем количестве вещества на мишени 0,5 амоля без оптимизации процесса изготовления образца, (b) впервые получен спектр образца белка IgG на масс-спектрометре с двумя ионными рефлекторами, (c) произведены измерения масс-спектра образца молекул полистерена с массой 9105 а.е., самой тяжёлой из когда-либо измеренных молекул.
итература [1] S.Rutzinger, P.Christ, F.Prbst, W.Seidel and S.Uchaikin. In: Proceedings of the 10th International Workshop on Low Temperature Detectors (LTD-10), Genua, Italy, 2003, July 7-11.
[2] M. Sisti, M. Bravin, M. Bruckmayer, C.Bucci, S.Cooper, P. Di Stefano, S.
Giordano, F. von Feilitzsch, T.Frank, J.Jochum, R.Keeling, H.Kraus, M.Loidl, J.Marchese, O.Meier, P.Meunier, U.Nagel, D.Pergolesi, F.Prbst, Y.Ramachens,, J.Schnagl, W.Seidel, I.Sergeyev, L.Stodolsky, S.Uchaikin, L.Zerle. The CRESST Dark Matter Experiment: Status and Perspectives, In: Proc. of the 8th Int.
Workshop on Low Temperature Detectors LTD-8, Dalfsen, Netherlands, 15-Aug. 1999 (.ps file, 400kB) (NUCL INSTRUM METH A 444 (1-2): 312-314 APR 11 2000) [3] Jochum J, Bravin M, Bruckmayer M, Bucci C, Cooper S, Giordano S, Von Feilitzsch F, Keeling R, Kraus H, Loidl M, Lush J, Marchese J, Meier O, Meunier P, Nagel U, Prbst F, Ramachers Y, Schnagl J, Seidel W, Sergeyev I, Sisti M, Stodolsky L, Uchaikin S, Zerle L. The CRESST dark matter search. NUCLEAR PHYSICS B-PROCEEDINGS SUPPLEMENTS, 87, 10-13 Juny 2000, 1-3, 7073.
[4] S.Uchaikin (CRESST Collaboration). Improving the Performance of Cryogenic Particle Detectors by Electrothermal Feedback. In: 6th Int. Superconductive Electronics Conference. Extended Abstracts, 3, Berlin, June 26-28, 1997, 444.
итература [5] Oliver Meier, Franz Probst, Wolfgang Seidel, and Sergey Uchaikin. Cryogenic Particle Detector Based on Superconducting Phase Transition Thermometer using Thermal Feedback. In: ISECТ97 Proceedings, Berlin, June 26-28, 1997.
[6] O. Meier, S. Uchaikin, F. Probst and W. Seidel. SQUID-Amplifier for Cryogenics Particle Detector Based on Superconducting Phase Transition Thermometer.
Inst.Phys.Conf.Ser., 1997, 158.
[7] S.Cooper, C.Bucci, F. von Feilitzsch. J.Hohne, J.Jochum, V.Jorgens, M.Loidl, J.Marchese, O.Meier, P.Meunier, U.Nagel, F.Prцbst, A.Rulofs, G.Safran, M.L.Sarsa, J.Schnagl, W.Seidel, M.Sisti, L.Stodolsky, S.Uchaikin, L.Zerle.
CRESST Dark Matter Search. In: The Proceedings of the 2nd International Workshop on the Identification of Dark Matter, Buxton, England, 7-11 Sept.
1998.
[8] O. Meier, F. Probst, W. Seidel, M.Sisti, and S. Uchaikin,.Cryogenic Calorimeter Based on Superconducting Phase Transition Thermometer With Thermal Feedback and SQUID Read Out Circuit for It. In: Extended Abstracts of the 7th International Superconductive Electronics Conference (ISEC99), Berkeley, USA, 21-25 June, 1999.
[9] O. Meier, F. Probst, W. Seidel, M.Sisti and S. Uchaikin,.A cryogenic calorimeter based on a superconducting phase transition thermometer with thermal feedback and SQUID read out. Supercond. Sci. Technol., 1999, 12, 1033-1035.
[10] O. Meier, M. Bravin, M. Bruckmayer, P. Di Stefano, T. Frank, M. Loidl, P.
Meunier, F. Probst, G. Safran, W. Seidel, I. Sergeyev, M. Sisti, L. Stodolsky, S.
Uchaikin and L. Zerle. Active thermal feedback for massive cryogenic detectors.
In: The Proc. of the 8th Int. Workshop on Low Temperature Detectors LTD8, Dalfsen, Netherlands, 15-20 Aug. 1999. (Nucl. Instrum. Meth.), A 444, 1-2, 350-352.
итература [11] S.V.Uchaikin. Optimisation of the SQUID Read-Out Circuit for Cryogenic Particle Detector, In: Extended Abstracts of the 7th International Superconductive Electronics Conference (ISEC99), Berkeley, USA, 21-25 June, 1999, 161.
[12] M. Loidl, M. Bravin, M. Bruckmayer, P. Di Stefano, T. Frank, O. Meier, P.
Meunier, F. Probst, G. Safran, W. Seidel, I. Sergeyev, M. Sisti, L. Stodolsky, S.
Uchaikin and L. Zerle. Diffusion of long-lived quasiparticles over long distances.
In: The Proc. of the 8th Int. Workshop on Low Temperature Detectors LTD-8, Dalfsen, Netherlands, 15-20 Aug. 1999, (Nucl. Instrum. Meth.), A 444, 1-2, 2000, 293-295.
[13] M.LoidlД S.Cooper, O.Meier, F.Probst, G. Safran, W. Seidel, M.Sisti, L.Stodolsky, S.Uchaikin. Quasiparticle diffusion over several mm in cryogenic detectors. Nucl.Instr.Methods A 465, 2001, 440-446.
[14] S.V.Uchaikin. Optical thermal feedback for cryogenic detectors, In: Extended Abstracts of the International Workshop on Cryoelectronics Components (KRYO2006), Jena/Gabelbach, Germany, 3-5 October, 2006, 32.
[15] W.Seidel, M.Altmann, G.Angloher, C.Bucci, S.Cooper, C.Cozzini, F. von Feilitzsch, T.Frank, D.Hauff, Th.Jagemann, J.Jochum, R.Keeling, H.Kraus, J.MacAllister, F.Probst, Y.Ramachers, A.Rulofs, M.Stark, L.Stodolsky, S.Uchaikin, H.Wulandari. The CRESST dark matter search: status and future.
In: Dark matter in astro- and particle physics. Proceedings of the International Conference DARK 2002, Cape Town, South Africa, 4 - 9 February 2002. H.
V. Klapdor-Kleingrothaus, R. D. Viollier (eds.). Physics and astronomy online library. Berlin: Springer, ISBN 3-540-44257-X, 2002, 517 - 523.
[16] P. Di Stefano, M. Bruckmayer, C.Bucci, S.Cooper, C.Cozzini, F. von Feilitzsch, T.Frank, D. Hauff, T.Jagemann,, J.Jochum, R.Keeling, H.Kraus, J.Marchese, D.Pergolesi, F.Probst, Y.Ramachens, J.Schnagl, W.Seidel, I.Sergeyev, M. Stark, L.Stodolsky, S.Uchaikin, H. Wulandari. The CRESST experiment: Recent Литература Results and Prospects. In: Proc. of the conference Cosmology and Astroparticle Physics (CAPP 2000), Verbier, Switzerland, July 17-28, 2000, eds. J. GarciaBellido, R. Durrerand, M.Shaposhnikov, 2001, 381-386.
[17] S.Cooper, C.Bucci, F. von Feilitzsch. J.Hohne, J.Jochum, V.Jorgens, M.Loidl, J.Marchese, O.Meier, P.Neunier, U.Nagel, F.Probst, A.Rulofs, G.Safran, M.L.Sarsa, J.Schnagl, W.Seidel, M.Sisti, L.Stodolsky, S.Uchaikin, L.Zerle.
CRESST Dark Matter Search. In: Proceedings of the 2nd International Workshop on the Identification of Dark Matter, Buxton, England, 7-11 Sept. 1998, Edited by Neil J. C. Spooner and Vitaly Kudryavtsev. Published by World Scientific, 1999, 359.
[18] M. Bravin, M. Bruckmayer, C.Bucci, S.Cooper, F. von Feilitzsch, J.Hohne, J.Jochum, V.Jorgens, R.Keeling, H.Kraus, M.Loidl, J.Macallister, J.Marchese, O.Meier, P.Neunier, U.Nagel, F.Probst, Y.Ramachens, M.Sarsa, J.Schnagl, W.Seidel, I.Sergeyev, M. Sisti, L.Stodolsky, S.Uchaikin, L.Zerle. CRESST, a Dark Matter Search Using Low Temperature Detectors. In: The Proc. of the 22nd International Conference on Low Temperature Physics LT22, Espoo and Helsinki, Finland, 4-11 August 1999.
[19] M.Loidl, O.Meier, P.Meunier, F.Prbst, A.Rulofs, G.Safran, W.Seidel, M.Sisti, L.Stodolsky, S.Uchaikin, L.Zerle. In: Max-Planck-Institut fur Physik.
Jahresbericht 1997, 84-89.
[20] Seidel W, Bravin M, Bruckmayer M, Bucci C, Cooper S, DiStefano P, Feilitzsch FV, Frank T, Jochum J, Keeling R, Kraus H, Loidl M, Marchese J, Meier O, Meunier P, Nagel U, Pergolesi D, Probst F, Ramachers Y, Schnagl J, Sergeyev I, Sisti M, Stodolsky L, Uchaikin S, Zerle L. The CRESST dark matter search.
PHYSICS OF ATOMIC NUCLEI, 2000, 63, 7, 1242-1248.
[21] M. Sisti, O.Meier, M. Buhler, S.Cooper, V.Jorgens, M.Loidl, U.Nagel, F.Probst, W.Seidel, A.Stolovits, L.Stodolsky, S.Uchaikin, L.Zerle. Massive cryogenic Литература particle detectors with low energy threshold. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, 2001, A 466, 499-508.
[22] J. Jochum, M. Bravin, M. Bruckmayer, C. Bucci, S. Cooper, C. Cozzini, P. Di Stefano, F. von Feilitzsch, T. Frank, T. Jagemann, R. Keeling, H. Kraus, J.
Lush, J. Marchese, O. Meier, P. Meunier, U. Nagel, D. Pergolesi, F. Prbst, Y. Ramachers, J. Schnagl, W. Seidel, I. Sergeyev, M. Stark, L. Stodolsky, S.
Uchaikin, H. Wulandari. The CRESST dark matter search. In: Proceedings of the 4th International Symposium on Sources and Detection of Dark Matter and Dark Energy in the Universe, Marina Del Rey, California, 23 - 25 Feb 2000, Ed.
by D. Cline, Springer Verlag Berlin, 2001, 399.
[23] J. Jochum, G. Angloher, C. Bucci, S. Cooper, C. Cozzini, P. Di Stefano, F. von Feilitzsch, T. Frank, D. Hauff, T. Jagemann, R. Keeling, H. Kraus, M. Loidl, O.
Meier, U. Nagel, F. Prbst, Y. Ramachers, A. Rulofs, J. Schnagl, W. Seidel, I.
Sergeyev, M. Sisti, M. Stark, S. Uchaikin, L. Stodolsky, H. Wulandari. Limits on WIMP dark matter using sapphire cryogenic detectors. In 5th International UCLA Symposium on Sources and Detection of Dark Matter and Dark Energy in the Universe, Marina del Rey, California, 20 - 22 Feb 2002, Nuclear Physics B (Proceedings Supplement), 124, 2003, 189 - 192.
[24] S.V.Uchaikin. Low Temperature Calorimeters as Particle Detectors. In: Proc. Of the XXXIInd Workshop on Low Temperature Physics, Kazan, Russia, Oct. 2000.
[25] J.Astrom, F.Probst, P.C.F.Di Stefano, L.Stodolsky, J.Timonen, C.Bucci, S.Cooper, C.Cozzini, F.v.Feilitzsch, H.Kraus, J.Marchese, O.Meier, U.Nagel, Y.Ramachersi, W.Seidel, M.Sistib, S.Uchaikin, and L.Zerle. Study of Fracture Processes with a Cryogenic Detector. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A, 2006, 559, 2, 754-756.
[26] J. Astrm, P.C.F. Di Stefano, F.Proebst, L.Stodolsky, J.Timonen, C.Bucci, S.Cooper, C.Cozzini, F. von Feilitzsch, H.Kraus, J.Marchese, O.Meier, U.Nagel, Литература Y.Ramachers, W.Seidel, M.Sisti, S.Uchaikin, L.Zerle. Fracture Processes Observed with A Cryogenic Detector. Phys. Lett. A, 2006, 356, 262-256. arXiv:
physics/0504151.
[27] F. Proebst, G. Angloher, C. Bucci, S. Cooper, C. Cozzini, P. DiStefano, F. v.
Feilitzsch, T. Frank, D. Hauff, T. Jagemann, J. Jochum, R. Keeling, H. Kraus, M. Loidl, O. Meier, U. Nagel, Y. Ramachers, A. Rulofs, J. Schnagl, W. Seidel, I. Sergeyev, M. Sisti, M. Stark, S. Uchaikin, L. Stodolsky and H. Wulandari.
Results of CRESST Phase I. Nucl. Phys. B, 2002, 110, 67.
[28] G.Angloher, M.Bruckmayer, C.Bucci, M.Buhler, S.Cooper, C.Cozzini, P. Di Stefano, F. von Feilitzsch, T.Frank, D.Hauff, T.Jagemann,, J.Jochum, V.Jorgens, R.Keeling, H.Kraus, M.Loidl, J.Marchese, O.Meier, U.Nagel, F.Probst, Y.Ramachens, A.Rulofs, J.Schnagl, W.Seidel, I.Sergeyev, M. Sisti, M.
Stark, S.Uchaikin, L.Stodolsky, H. Wulandari, L.Zerle. Limits on WIMP Dark Matter using Sapphire Cryogenic Detectors. Astroparticle Physics, 2002, 18, 4355.
[29] C. Cozzini, G. Angloher, C. Bucci, F. V. Feilitzsch, T. Frank, D. Hauff, S. Henry, T. Jagemann, J. Jochum, H. Kraus, B. Majorovits, J. Ninkovic, F. Petricca, F.
Prbst, Y. Ramachers, W. Rau, M. Razeti, W. Seidel, M. Stark, L. Stodolsky, S. Uchaikin, and H. Wulandari. CRESST cryogenic dark matter search. New Astronomy Review, 2005, 49, 255.
[30] F.Petricca, G.Angloher, C.Cozzini, T.Frank, D.Hauff, J.Ninkovic, F.Prbst, W.Seidel, S.Uchaikin. Light detector development for CRESST II. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A, 2004, 520, 1-3, 193196.
[31] P. Di Stefano, A.Bento, M.Bruckmayer, C.Cozzini, T.Frank, D.Hauff, D.Pergolesi, F.Probst, W.Seidel, H.Seitz, I.Sergeyev, L.Stodolsky, S.Uchaikin, S.Cooper, R.Keeling, H.Kraus, J.Marchese, Y.Ramachens, F. von Feilitzsch, Литература T.Jagemann, J.Jochum, J.Schnagl, M. Stark, H. Wulandari, C.Bucci.
Development of Scintillating Calorimeters for the CRESST Experiment. In: Proc.
3rd International Workshop on the Identification of Dark Matter (IDM2000), York Minster York, England, 18-22 September 2000, edited by N. J. C. Spooner & V. Kudryavtsev. Singapore: World Scientific, 2001, 409.
[32] P.Meunier, M.Bravin, M.Bruckmayer, S.Giordano, M.Loidl, O.Meier, F.Probst, W.Seidel, M.Sisti, L.Stodolsky, S.Uchaikin, and L. Zerle. Discrimination between Nuclear Recoils and Electron Recoils by Simultaneous Detection of Phonons and Scintillation Light, Appl. Phys Lett., 1999, 75, 9, 1335.
[33] M.Bravin, M.Bruckmayer, P.Di Stefano, T.Frank, S.Giordano, M.Loidl, O.Meier, P.Meunier, D.Pergolesi, F.Probst, W.Seidel, M.Sisti, L.Stodolsky, S.Uchaikin and L.Zerle. Simultaneous measurement of phonons and scintillation light for active background rejection in the CRESST experiment. In: The Proc. of the 8th Int.
Workshop on Low Temperature Detectors LTD-8, Dalfsen, Netherlands, 15-August 1999 (NUCL INSTRUM METH, 2000, A 444, 1-2, 323-326.
[34] M.Bravin, M.Bruckmayer, C.Bucci, S.Cooper, S.Giordano, F. von Feilitzsch, J.Hohne, J.Jochum, V.Jorgens, R.Keeling, H.Kraus, M.Loidl, J.Lush, J.Macallister, J.Marchese, O.Meier, P.Neunier, U.Nagel, T.Nussle, F.Probst, Y.Ramachens, M.L.Sarsa, J.Schnagl, W.Seidel, I.Sergeyev, M.Sisti, L.Stodolsky, S.Uchaikin, L.Zerle. The CRESST Dark Matter Search. In: Proceedings of the Fifth SFB-375 Ringberg Workshop. Results-Project-Perspectives, Ringberg Castle, Tegernsee, Germany, December 14-16, 1998.
[35] M.Bravin, M.Bruckmayer, C.Bucci, S.Cooper, S.Giordano, F. von Feilitzsch, J.Jochum, R.Keeling, H.Kraus, M.Loidl, J.Lush, J.Macallister, J.Marchese, O.Meier, P.Neunier, U.Nagel, T.Nussle, F.Probst, Y.Ramachens, M.L.Sarsa, J.Schnagl, W.Seidel, I.Sergeyev, M.Sisti, L.Stodolsky, S.Uchaikin, L.Zerle. The CRESST Dark Matter Search. Proposal to the Gran Sasso Laboratory. MPI Preprint, MPI-PhE/98-22, Dezember 1998.
итература [36] M.Bravin, M.Bruckmayer, C.Bucci, S.Cooper, S.Giordano, F. von Feilitzsch, J.Hohne, J.Jochum, V.Jorgens, R.Keeling, H.Kraus, M.Loidl, J.Lush, J.Macallister, J.Marchese, O.Meier, P.Neunier, U.Nagel, T.Nussle, F.Prbst, Y.Ramachens, M.L.Sarsa, J.Schnagl, W.Seidel, I.Sergeyev, M.Sisti, L.Stodolsky, S.Uchaikin, L.Zerle. The CRESST Dark Matter Search. Astropart. Phys., 1999, 12, 1-2, 107-114.
[37] J. Ninkovi, G. Angloher, C. Bucci, C. Cozzini, T. Frank, D. Hauff, H. Kraus, B. Majorovits, V. Mikhailik, F. Petricca, F. Prbst, Y. Ramachers, W. Rau, W.
Seidel, S. Uchaikin. CaWO4 crystals as scintillators for cryogenic dark matter search. In: 7th International Conference on Inorganic Scintillators and Industrial Applications (SCINT2003), Spain, Valencia, 8-12 September, 2003.
[38] G. Angloher, C. Bucci, C. Cozzini, F. von Feilitzsch, T. Frank, D. Hauff, S. Henry, T. Jagemann, J. Jochum, H. Kraus, B. Majorovits, J. Ninkovic, J. Petricca, F.
Prbst, Y. Ramachers, W. Rau, W. Seidel, M. Stark, S. Uchaikin, L. Stodolsky, H. Wulandari. Cresst-II: dark matter search with scintillating absorbers, Nucl.
Instr. Meth., 2004, 520, 108 - 111.
[39] G. Angloher, C. Bucci, C. Cozzini, F. von Feilitzsch, T. Frank, D. Hauff, S. Henry, Th. Jagemann, J. Jochum, H. Kraus, B. Majorovits, J. Ninkovic, F. Petricca, F.
Prbst, Y. Ramachers, W. Rau, W. Seidel, M. Stark, S. Uchaikin, L. Stodolsky and H. Wulandari. CRESST-II: dark matter search with scintillating absorbers.
Nuclear Physics B, 2005 138, 1, 153-155.
[40] S.Uchaikin. Superconducting-semiconducting electronics (SSE) for broadband SQUID applications. In: Proceedings of the 3rd Workshop On Low Temperature Electronics (WOLTE3). Italy, San Miniato, June 24-26, 1998.
[41] S.Uchaikin. Superconducting-semiconducting electronics (SSE) for broadband SQUID applications. J. Phys. IV France, 1998, 8, Pr3-221ЦPr3-224.
итература [42] Yu.Maslennikov, V.Slobodchikov, and S.Uchaikin. A read-out system for fast cryogenic detectors. In: Proc. of the Symposium on Micro- and Nanocryogenics (MNC), Jyvaskyla, Finland, 1-3 Aug 1999.
[43] S.V.Uchaikin, F.Probst, W.Seidel. Developing of a fast cryodetector read-out for mass spectrometry. Physica C, 2001, 350, 177-179.
[44] Uchaikin S. System for Measurements of the Current-Phase Relation in Superconducting Weak Links. In: Third Symposium LOW TEMPERATURE ELECTRONICS AND HIGH TEMPERATURE SUPERCONDUCTIVITY. The Electrochemical Society Proceedings, Reno, Nevada, 1995, 95-9, 80-87.
[45] S.V.Uchaikin. A Superconducting-Semiconducting Read Out for Cryogenic Detector. In: 8th International International Superconductive Electronics Conference (ISECТ01), Osaka, Japan, 2001.
[46] S.V.Uchaikin. Fast Cryodetector and SQUID Read-Out for Mass Spectrometry.
In: The International Symposium on Superconducting Device Physics (SDP2001), 25-27 June, Tokyo, Japan, 2001.
[47] S. V. Uchaikin, P. Christ, F. Probst, S. Rutzinger and W. Seidel.
Fast cryodetector and SQUID read-out for mass spectrometry. Physica C:
Superconductivity, 2002, 367, 1-4, 295-297.
[48] Uchaikin S.V. Investigation of the noise performances of the FET AP354G at low temperature. JINR Rapid Communications, 1995, 4, 529-51.
[49] S.V.Uchaikin, P.Christ, F.Probst, S.Rutzinger, W.Seidel. Development of TOF Mass-Spectrrometer with Cryogenic Detector. In: Proceedings of 7th International Conference CRYOGENICSТ2002, Prague, Czech Republic, 23-April, 2002, 41.
[50] S. Rutzinger, P.Christ, F.Prbst, W.Seidel, S. Uchaikin. Development of a superconducting-phase-transition thermometer (SPT) for the application in a Литература time-of-flight mass spectrometer (TOF-MS) for heavy-mass molecules. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A, 2004, 520, 1-3, 625-627.
[51] Dr. S. Uchaikin, Dr. P. Christ, Dr. F. Probst, Dipl.-Ing. S. Rutzinger, Dr. W.
Seidel, Dr. Michael Stark. Implementations of the Cryocalorimeter Facilities into the TOF Mass Spectrometer. In: DKV-Tagungsbericht 2002. Band 1. Deutsche Kalte-Klima-Tagung 2002. 20 - 22 November 2002. Magdeburg, Germany), 121128.
[52] P. Christ, F. Prbst, S. Rutzinger, W. Seidel und S. Uchaikin. Entwicklung von Kryodetektoren fr die Flugzeit - Massenspektrometrie zur Proteinanalyse. In:
DGMS 2001, Mnchen Deutsche Gesellschaft fr Massenspektrometrie, 2001.
[53] P. Christ, F. Prbst, S. Rutzinger, W. Seidel und S. Uchaikin. Entwicklung von Kryodetektoren fьr die Flugzeit-Massenspektrometrie schwerer Biomolekle. In:
DGMS 2002, Heidelberg Deutsche Gesellschaft fьr Massenspektrometrie, 2002.
[54] S.Uchaikin, P.Christ, F.Probst, S.Rutzinger, W.Seidel. Cryogenic Detectors in Protein Analysis. In: Josephson Junctions: Basic Studies and Novel Applications.
ESF PiShift Workshop, 16-19 June 2003, Jena, Germany, 2003, 30.
[55] P.Christ, F.Prbst, S.Rutzinger, W.Seidel. S. Uchaikin, M. Stark. MassSpectrrometry of Large Biomolecules with Cryogenic Detector. In: EU Cryodetector Network Meeting Paris, 2002.
[56] P.Christ, S.Rutzinger, W.Seidel, S.Uchaikin, F.Prbst, C.Koy, M.O.Glocker. High detection sensitivity achieved with cryogenic detectors in combination with matrix-assisted laser desorption / ionisation time-of-flight mass spectrometry.
Eur. J. Mass. Spectrom., 2004, 10, 469-476.
[57] S.Uchaikin. Mass spectrometry on Heavy Molecules with Cryogenic Detectors.
In: Proceedings of the 9th International Workshop ФFrom Andreev Reflection to the Earliest UniverseФ. Bjrkliden, Sweden, April 2-9, 2005.
итература [58] S. Uchaikin, P. Christ, S. Rutzinger, W. Seidel, F. Proebst. Application of cryogenic detectors in time-of-flight mass spectrometry of large biomolecules.
In: Proceedings of Symposium Measurement at the Quantum Limit, DPG 2005.
Berlin, 4-9 March, 2005, 652.