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Ultra-low-noise transimpedance amplifier with a single HEMT in pre-amplifier for measuring shot noise in cryogenic STM
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作者:
Ying-Xin Liang
1
作者单位:
1.
Beijing Academy of Quantum Information Sciences
2.
Anyang Normal Univ, Sch Phys & Elect Engn
通讯作者:
Ying-Xin Liang
Email:cryoliang@qq.com
提交时间:
2023-12-03
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。
Cryogenic scanning tunneling microscope
Transimpedance amplifier
High electron mobility transistor
Equivalent input noise current power spectral density
Scanning tunneling shot noise spectra
来自:
梁迎新
分类:
工程与技术科学
>>
物理学相关工程与技术
工程与技术科学
>>
仪器仪表技术
电子与通信技术
>>
电子技术
物理学
>>
交叉学科物理及相关领域的科学与技术
说明:
改论文被期刊要求做major revision。由于做major revision需要较长时间,作者希望大家能够知晓该论文中的电路设计和电路装置的特殊用途曾在该论文中被提出过。
投稿状态:
正在评审中
引用:
ChinaXiv:202212.00178
(或此版本
ChinaXiv:202212.00178V4
)
DOI:10.12074/202212.00178V4
CSTR:32003.36.ChinaXiv.202212.00178.V4
推荐引用方式:
Ying-Xin Liang.(2023).Ultra-low-noise transimpedance amplifier with a single HEMT in pre-amplifier for measuring shot noise in cryogenic STM.中国科学院科技论文预发布平台.doi:10.12074/202212.00178V4
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版本历史
[V4]
2023-12-03 13:00:15
ChinaXiv:202212.00178V4
下载全文
[V1]
2022-12-27 14:02:54
ChinaXiv:202212.00178v1
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