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Antenna-Coupled Magnetic Microbolometers for CMB Polarization Surveys

Geria, Juan 1; Almela, Alejandro; Bonaparte, Juan 1; Bonilla-Neira, Jesús 1; Ferreyro, Luciano 2; Fuster, Alan; García Redondo, Manuel 2; Hampel, Matías; Müller, Nahuel 1; Platino, Manuel; Salum, Juan 2; Kempf, Sebastian 1; Weber, Marc 2; Etchegoyen, Alberto
1 Institut für Mikro- und Nanoelektronische Systeme (IMS), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik (IPE), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

In this work, we propose a magnetic bolometer to be employed in the search of primordial B-modes in the CMB. These magnetic bolometers are an adaptation of the well-known metallic magnetic calorimeters used in particle physics. They rely on the magnetization dependence on temperature of alloys such as Au:Er and Ag:Er. In addition to the low intrinsic noise a magnetic bolometer of this nature offers, the broad and smooth temperature-dependent magnetization of metallic magnetic sensors ultimately translates to a high dynamic range and straightforward calibration. Their intrinsic noise equivalent power (NEP) is estimated to be in the range of 10–100 aW/$\sqrt{(Hz)}$. We outline here a workable design for such a detector utilizing an antenna-coupled approach and present the simulated power transfer ratio that was attained; the detector’s performance is discussed by combining this result with its responsivity.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000175964
Veröffentlicht am 05.11.2024
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1007/s10909-024-03217-8
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Mikro- und Nanoelektronische Systeme (IMS)
Institut für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik (IPE)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsmonat/-jahr 11.2024
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 0022-2291, 1573-7357
KITopen-ID: 1000175964
Erschienen in Journal of Low Temperature Physics
Verlag Springer
Band 217
Heft 3-4
Seiten 472–480
Vorab online veröffentlicht am 16.09.2024
Nachgewiesen in Scopus
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