Rev. Phys. Appl. (Paris) 9, 69-71 (1974)
DOI: 10.1051/rphysap:019740090106900

Superconducting tunnel junction bolometers

J. Clarke, G.I. Hoffer et P.L. Richards

Department of physics, University of California and Inorganic Materials Research Division Lawrence Berkeley Laboratory, Berkeley, California 94720, USA

Abstract
Two new types of superconducting infrared bolometer are described. In one, the temperature dependent Josephson current in an SNS junction is measured with a SQUID galvanometer. In the other, the temperature-dependent quasiparticle tunneling current in an SIN junction is measured with a conventional fet amplifier. Either type of junction is deposited on a low heat capacity sapphire substrate covered on the reverse side with a thin Bi film to absorb infrared radiation. The best performance achieved thus far is for the SNS bolometer which has an electrical NEP ~ 5 x 10 -15 W/√Hz and D* ~ 1014 cm. W-1. Hz1/2. Some improvement in these values is anticipated.

Résumé
Deux nouveaux types de bolomètres supraconducteurs sensibles à l'infrarouge sont décrits. Dans le premier dispositif on mesure à l'aide d'un galvanomètre à SQUID le courant Josephson d'une jonction SNS qui dépend de la température. Dans le second, on mesure en utilisant un amplificateur à transistor à effet de champ, le courant de quasi-particules d'une jonction SIN qui dépend lui aussi de la température. Les jonctions sont obtenues en utilisant comme substrat une lame de saphir recouverte sur la face non exposée d'un film de bismuth qui absorbe le rayonnement infrarouge. Les meilleures performances sont obtenues actuellement avec le bolomètre SNS qui a une sensibilité de 5 × 10-15 W/√Hz et une figure de mérite de 1014 cm.W-1.Hz 1/2. On prévoit une améIioration possible de ces performances.

PACS
8525P - Superconducting infrared, submillimeter and millimeter wave detectors.
0757K - Bolometers; infrared, submillimeter wave, microwave, and radiowave receivers and detectors.

Key words
Bolometers -- Radiation detectors -- Superconducting junctions -- Tunnel junction -- Infrared detectors -- SQUID devices -- Field effect transistors -- Temperature dependence