基于表面活化键合技术的声子介导的集总元件动态电感探测器的开发

《IEEE Transactions on Applied Superconductivity》：Development of Phonon-mediated Lumped Element Kinetic Inductance Detectors with Surface Activated Bonding

提出基于 stoichiometric lithium niobate (sLN) 各向异性声传播特性的新型声子介导集总动量检测器（LEKIDs），采用表面激活键合（SAB）技术实现电极与 sLN 基板的空间隔离，有效抑制品质因数 Q 损耗（提升约1000倍），并通过241Am α 射线辐照实验验证了声子响应特性。

　　

摘要：

我们提出了一种新型的声子介导的集总元件动态电感探测器（LEKIDs），该探测器利用了化学计量比的锂铌酸盐（sLN）的各向异性声子传播特性。由于sLN具有很强的压电性，会导致显著的微波损耗，因此我们采用了表面活化键合（SAB）技术将LEKID电极与sLN基底在空间上分离，从而实现了较高的品质因数（Q）。仿真和实验结果表明，这种分离方式显著抑制了品质因数的下降。LEKIDs制造在蓝宝石基底的正面，而sLN则通过SAB技术粘合在基底背面。与直接在sLN上制造的器件相比，我们的器件品质因数提高了约1000倍。此外，我们还使用²⁴¹Am放射源观察到了LEKIDs对α射线辐照的声子响应。这些结果展示了利用SAB技术的声子介导探测器的潜力。